Diskussion:Transformator

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Sternpunkt

Hallo

Eine Frage : Bei einigen Trafos wird der Sternpunkt einer Seite geerdet. Warum mach man das ? Welche Vorteile, Nachteile ? Wann soll man dies machen ? Sinn und Zweck ?

Merci.

Um eine bestimmte Netzform zu erreichen. Bei Niederspannungstrafos erdet man die Unterspannungsseite um zum beispiel ein T-N... Netz zu erreichen. So hat man ein erdbezogenes Potential um verschiedene Sicherheitseinrichtungen zu realisieren (Nullung, RCD...) und man hat verschiedene Spannungshöhen (230V~, die normale "haushaltsspannung", Aussenleiter gegen Null (Erde)). Im Hochspannungsnetz werden die Sternpunkte entweder NOSPE/KNOSPE geerdet, damit gleicht man kapazitive Ströme der Freileitungen oder/und Erdschluss(Fehlerströme) aus. --84.185.85.202 20:53, 27. Jan. 2007 (CET)

Ölgekühlter Transformator

Im Text steht "Zusätzlich dient das Öl als hervorragender Isolator. Je nach Isolationsanforderung/Spannungsebene reicht die Lackisolierung der Kupferleiter zusammen mit dem Öl aus, und das Tränken bzw. der Verguß der Wicklungen wird überflüssig."

Dazu meine Frage: werden Öl-Transformatoren tatsächlich ohne Tränken und Verguß der Wicklungen mit dem üblichen Tränklack gebaut?

Es gibt nämlich einen Grund, warum auch Öltrafos eine Tränklack-Isolation bekommen sollten: Vor der Inbetriebnahme wird üblicherweise die Isolation mit einem Mehrfachen der Betriebsspannug geprüft. Diese Prüfung wird außerhalb des Öltanks an der Luft durchgeführt, da nur so Isolationsfehler oder Kurzschlüsse so rechtzeitig bemerkt werden können, daß die Prüfung abgebrochen und der Trafo noch repariert werden kann. Vor allem Hochspannungs-Transformatoren überstehen diese Prüfung jedoch nur, wenn sie zusätzlich zu der Lackdraht-Isolation eine Tränk-Isolation haben.
Daneben dürfte die zusätzliche Tränk-Isolation für die Trafobauer den geringeren Aufwand darstellen gegenüber dem Risiko, daß der Trafo an einer Stelle etwa wegen Verletzung der Draht-Lackschicht und Berührung der blanken Metallteile trotz Öl-Isolation doch durchbrennt. -- WHell 10:00, 23. Mai 2005 (CEST)

Belasteter Transformator

• Prinzipschaltbild geändert (Spannungspfeile sollen nur 1 Pfeil haben)
• "Spannungsverhältnis exakt gleich dem Windungsverhältnis" ist reine Theorie!
• U ip ist nicht erklärt und im vorhergehenden Diagramm nicht beschrieben: hier gibt'S Überarbeitungsbedarf!
• Die Formeln sollten in LaTeX geschrieben werden!

Begründung grundlegender Kritik

In der Elektrik gibt es nur drei Bauelemente: Ohmsche Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten. Das ist nur wirklich sehr "akademisch". In der technischen Realität existiert eine Ausprägungsvielfalt alleine der Transformatoren, dass man, will man das Warum und Wieso kennen, entweder richtig viel lernen muss oder man macht sich klar, was ein Transformator ist, wie er funktioniert und was am Transformator KEIN Transformator ist, sondern Seiteneffekt.

Im Text steht:

Idealer Transformator

Ein idealer Transformator hat keine Übertragungsverluste. Der ideale Transformator ist eine theoretische Sonderform des realen Transformators und zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

• die Permeabilität des Magnetwerkstoffes (die Fähigkeit, das durch eine Spule indizierte Magnetfeld zu führen) geht gegen Unendlich $\rightarrow$ kein Streufeld
• die elektrische Leitfähigkeit des Magnetwerkstoffes geht gegen Null $\rightarrow$ keine Wirbelströme
• der Magnetwerkstoff hat keine Ummagnetisierungsverluste (Fläche der Hystereseschleife des Magnetwerkstoffes geht gegen Null)
• die Permeabilität der Luft geht gegen Null $\rightarrow$ kein Streufeld
• die elektrische Leitfähigkeit der Wicklungen geht gegen Unendlich $\rightarrow$ keine Wicklungsverluste

Daraus ergibt sich das Durchflutungsgleichgewicht des idealen Transformators:

$I_{1}n_{1}+I_{2}n_{2}=0$

Dazu ist zu sagen: Der einleitende Satz vertauscht Ursache und Wirkung: Reale Transformatoren sind Annäherungen an den "theoretischen" Transformator.

Warum muss man das Umdrehen? Wir können doch nicht einen einfachen Zusammenhang -nämlich, wie funktioniert ein idealer Transformator- zu verstehen hoffen, indem wir einen sehr komplexen Zusammenhang verstehen und dann alle Seiteneffekte weglassen!

Nun Punkt für Punkt:

• die Permeabilität des Magnetwerkstoffes (die Fähigkeit, das durch eine Spule indizierte Magnetfeld zu führen) geht gegen Unendlich $\rightarrow$ kein Streufeld

Hier liegt ein grundlegendes Missverständnis vor. Eine Spule induziert kein Magnetfeld. Eine Spule ist einfach ein, eine Fläche umschließender Draht. Richtig ist: wann immer ich einen Strom fließen lassen will, muss ich etwas Energie bereitstellen, die in einem Magnetfeld "geparkt" wird. Diese Energiemenge ist proportional dem Quadrat des Stromes und hängt ab von der Geometrie des Stromleiters und den physikalischen Eigenschaften seiner Umgebung. Diese Abhängigkeit fasst man zusammen in dem Begriff "Induktivität". Die Induktivität ist also ein Maß dafür, wieviel Energie ich aufbringen muss, um eine bestimmte Menge Strom fließen zu lassen. Der Begriff Permeabilität fasst die physikalischen Eigenschaften der Umgebung zusammen. Ob ein Transformator ideal ist, wird durch die Permeabilität nicht beeinflusst. Es sei denn, man verlangt, dass ein i.T. keine magnetische Energie speichert.

• die elektrische Leitfähigkeit des Magnetwerkstoffes geht gegen Null $\rightarrow$ keine Wirbelströme

Dieser Satz sagt lediglich: man darf zur Isolation keinen Leiter verwenden.

• der Magnetwerkstoff hat keine Ummagnetisierungsverluste (Fläche der Hystereseschleife des Magnetwerkstoffes geht gegen Null)

Auch dieser Satz definiert den idealen Transformator aus dem Realen, umgekehrt wird ein Schuh daraus.

• die Permeabilität der Luft geht gegen Null $\rightarrow$ kein Streufeld

Der Begriff Streufeld ist ausgesprochen schwammig. Man versteht darunter leicht, dass das Feld nach aussen "verstreut" wird und so verloren geht. Das ist aber keineswegs der Fall. Wichtig ist für den Transformator, dass der magnetische Fluss, der in einer Windung der Wicklung erzeugt wird, auch durch die anderen Windungen hindurchgreift. Denn nur dann findet der Induktionseffekt statt.

• die elektrische Leitfähigkeit der Wicklungen geht gegen Unendlich $\rightarrow$ keine Wicklungsverluste

Auch hier ist die Sprache nicht exakt. Die Leitfähigkeit der Wicklung des idealen Transformators geht nicht gegen unendlich, sie ist unendlich. Nur dann gibt es keine Wicklungsverluste.

'Daraus ergibt sich das Durchflutungsgleichgewicht des idealen Transformators:'

$I_{1}n_{1}+I_{2}n_{2}=0$

Was ist das für ein Gesetz? Wenn die Summe der Ströme durch einen Transformator Null ist und sehr einfach kann man dafür sorgen, dass I2 = 0 wird, dann muss auch I1 = Null sein. Ein Transformator soll aber zumindest Spannungen umsetzen. Wenn ich eine Sekundärspannung anlege und der Strom ist Null, dann muss die Induktivität unendlich sein. Ohne fließenden Strom aber kein Magnetfeld, ohne Magnetfeld keine Induktion und keine Sekundärspannung.

Wie einleitend gesagt: es gibt eigentlich nur 3 elektrische Bauelemente. Will man sie verstehen, muss man sich klarmachen, was sie wirklich bedeuten. Nur dann kann man mit Erfolg in die "Niederungen" der Praxis eintreten. Denn die Realität muss mit so vielen Einschränkungen, Verquickungen und Handycaps leben, dass es keinen "idealen" Transformator gibt, sondern lediglich Tausende von Varianten, in denen pfiffige Ingenieure und Praktiker auf die Zielsetzung hin optimierte Ausführungen geschaffen haben. Und da ist ein gutes Verständnis der Theorie gewiss nicht hinderlich. RaiNa 09:09, 15. Sep 2005 (CEST)

Den Transformator ganz einfach verstehen

Ich bin erst seit Anfang November 07 auf die Trafo Seite in Wikipedia gestoßen. Mir ist auch aufgefallen, daß der Trafo mit viel zu viel Formeln erklärt wird und über das Wirkprinzip, was da im Eisenkern abläuft nichts gesagt wird. Ich bin im Zuge meiner Suchen nach der Ursache des Trafo Einschaltstromstoßes und seiner Vermeidung auf sehr einfach zu verstehende Gesetzmäßigkeiten gekommen. Für das mit Spannungs und Stromm-messung nachprüfbare Verständnis darüber was im Eisenkern vorgeht, ist es am einfachsten wenn man einen Ringkern-Trafo mit nur der Primärspule benutzt.- Also ohne, daß er eine Sekundärwicklung besitzt.- Der Ringkerntrafo kommt einem idealen Trafo sehr nahe. Wichtig ist es sich die Hysteresekurve anzuschauen. Und zwar die vom Ringkerntrafo, die sich von der Kurve anderer Trafotypen deutlich unterscheidet. Aber auch der Vergleich mit Kurven anderen Trafos vertieft das Verständnis. --Ich werde in Kürze ein neues Kapitel schreiben zum Thema Transformator, weil ich hier keine Grafiken einfügen kann.-- Nur soviel vorab: die Hysteresekurve eines Ringkerntrafos ist fast senkrechtstehend, sehr schmal und zeigt eine hohe Remanenz, abhängig vom Abschaltpunkt. Ganz wichtig ist: Es sind die Spannungszeitflächen der Sinus Kurven Halbschwingung, ( "Halbwellen"), welche die Magnetisierung im Eisenkern verändern und im Takt der pos. u. neg. Sinusschwingung ständig ummagnetisiern. Von dieser Ummagnetisierung lebt der Trafo. Damit wird in der Sekundärspule die Sekundärspannung erzeugt. Anschauliches Beispiel: Man erhöhe mit einem Stelltrafo die Primärspannung eines solchen Ringkerntrafos stetig und messe dabei die Spannung an und den Strom in die Primärspule mit einem Oscilloscop. Anfangs ist kaum ein Strom messbar. Erst wenn die Primärnennspannung überschritten wird erhöht sich der Strom plötzlich stark überproportional. Der Strom tritt nur im Nulldurchgang der Spannung auf. Mit der Hysteresekurve ist das ganz leicht zu erklären. Diese wird nämlich durch die größer werdenen Spannungszeitflächen jeder Netzhalbwelle immer stärker ausgesteuert und weicht oben nach recht und unten nach links aus. Ds ist die beginnende Sättigung. Denn das Eisen lässt sich ab ca. 2 Tesla nicht weiter magnetisieren. Man kann durch eine geeignete Filterschaltung damit auch die Hystereskurve mit dem Oscilloscop schreiben und sieht parallel zur Spannungserhöhung dann genau, daß das oben beschiebene passiert. Man kann also den Trafo, zumindest als Elektroniker, der ja um die Trafos bisher immer "einen Bogen gemacht hat", sehr leicht verstehen. Dasselbe passiert auch wenn man den Trafo mit Nennspannung, aber immer kleiner werdender Frequenz als die üblichen 50 HZ betreibt. Die Spannungszeitflächen werden dann größer, damit vergrößert sich auch der Strom im Nulldurchgang und die Sättigung tritt genauso ein.- Und jetzt kommt die Erkenntnis die man verstehen und eben nachmessen kann: Die positive Sinushalbwelle transportiert die Magnetisierung im Eisen von dem negativen Wendepunkt auf der Hysteresekurve aus zum positiven Wendepunkt. --Der dazu nötige Strom ist sehr gering und kaum messbar.-- Die negative spannungshalbwelle tut das in umgekehrter Richtung. Wem das nicht klar wird, dem sende ich gerne per E-mail einen umfassenden und einfach zu verstehenden Fachartikel darüber. Mir ist klar, daß das manchem alten Remanenzverweigerer, Ersatzschaltbild und Streuinduktivitätsfan auch mit höchsten Hochschulabschlüssen und Titeln vor den Kopf stößt. Aber ich kann es wirklich jedem messtechnisch beweisen. Für heute ist es genug.

---Benutzer: EMEKO , 10:28, 11. November 2007.

Von „http://de.wikipedia.org/wiki/Diskussion:Transformator“

Kernmaterial bei Trafos

Hallo, vielleicht kann mir ja hier einer weiterhelfen. Undzar bin ich auf der Suche nach einem günstigen Werkstoff für das Kernmateriel bei einem Trafo der mit 1400Hz betrieben wird und die Spannung auf 9KV hoch transformiert. Bin für jedlichen Hinweis sehr dankbar Gruß Stefan

Hallo Stefan, geblechte Kerne sind bei der Frequenz nicht mehr optimal und sowieso nur mit Blechdicken kleiner 0,2 mm besser kleiner 0,1 mm sinnvoll (Verluste). Also schlage ich den preiswerten Ferritkern vor. Abhängig von der Leistung und der Kopplung muss eine geeignete Kernform gesucht werden. Möglich wäre Stabkern (wie bei der Zündspule) oder auch UU oder UI-Kern. Wichtig ist der spannungfeste Aufbau der Wicklungen, d.h. ein Scheibenspulenkörper für Sekundär wäre schon recht angebracht. Diese Wicklung sollte entweder gut vergossen aber mindestens getränkt werden(kommt auf die Anwendung und gewünschte Lebenserwartung an). Vom Ringkern muss ich wegen konstruktiven Probleme bei der Spannungshöhe eher abraten. Tipp: In dem Spannungsbereich gibt es auch Zündspulen für Gasheizungen mit evtl. ähnlichem Eigenschaftspektrum. Gruß --Harry20 22:21, 19. Sep 2005 (CEST)

ruhende elektrische Maschine

Da die Lesenswert-Diskussion nun schon seit einem knappen Monat vorbei ist, sage ich hier mal was dazu.

Die Bezeichnung elektrische Maschine ohne bewegte Teile ist zwar richtig, aber fachlich nicht korrekt. Es wird deutlich unterschieden zwischen ruhenden elektrischen Maschinen und rotierenden elektrischen Maschinen. Der Transformator zählt zu den ruhenden elektrischen Maschinen, also sollte man dies auch genau so in der Definition schreiben.

Vorschlag: Ein Transformator (kurz: Trafo) ist eine ruhende elektrische Maschine, die...'

Formulierung geändert, aber mit Hinweis auf "fachliche" Bezeichnung, da einige Leute Schwierigkeiten haben, die Aussage "ist eine ruhende elektrische Maschine" einfach so hinzunehmen. -- WHell 10:23, 25. Nov 2005 (CET)

Realer Trafo

• Stromzählpfeile im Diagramm von Abschnitt Realer Transformator sind entgegengesetzt zur Richtung im Diagramm des Abschnitts Physikalische Grundbedingungen. Das Diagramm im Abschnitt Physikalische Grundbedingungen is richtig, da es in der Elektrotechnik üblich ist, alle Stromzählpfeile in ein Zweitor (Vierpol) hineinzeigen zu lassen. Grund: formale mathematische Anforderungen (Standardisierung).

Also Stromzählpfeile im Diagramm von Abschnitt Realer Transformator bitte korrigieren! Danke

Lastbetrieb

Die Aussage über den Lastbetrieb ist nicht 100%tig richtig. Es ist zwar richtig, dass die Spannung bei Belastung einbricht. Dies macht die Spannung an der Sekundärwicklung nur bei ohmscher und induktiver Last. Bei kapazitiver Last tritt der FERRANTI-Effekt auf, so dass sich die Spannung an der Sekundärspule erhöht im Bezug zur Spannung der Primärwicklung.(Diese Erhöhung ist unerwünscht!!) Daher auch Beschaltung des Sekundärkreises betrachten.Die Erklärung wäre über das KAPP'sche Dreieck und Zeigerdiagramm möglich.

Noch einmal zurück zu den Grundlagen

Ich misch mich ungern ein, schon gleich gar nicht mit Kritik und so soll es auch nicht verstanden sein. Aber ich hätte da noch einen anderen Ansatz anzubieten, der u. U. etwas zur Klärung der Trafofunktion beitragen kann.

Zum Verständnis des Trafos haben mir folgende Überlegungen immer sehr geholfen:

Wenn man an eine Spule eine Spannung legt (und das ist bei einem Trafo üblicher Weise der Fall), d. h. der Spule eine Spannung einprägt, dann gilt das Induktionsgesetz in folgender Form:

U=w* dΦ/dt, wobei Φ der magnetische Fluß im Kern der Spule ist, w die Zahl der Windungen. Man kann auch umformen indem man beide Seiten durch w teilt, dann ergibt sich: U/w=dΦ/dt. U/w ist nichts anders als die sog Windungsspannung, d. h. die Spannung, die an einer Windung liegt. Nimmt man an, daß die anliegende Spannung eine Wechselspannung mit sinusförmigem Verlauf ist, so ergibt sich für den Fluß durch Integration ein ebenfalls sinusförmiger Verlauf, und zwar der Spannung um 90° nacheilend. Dazu folgende Ableitung: U=umax*sinωt; Φ=umax/w*Int[sinωt] von 0 bisT ergibt Φ= – umax/w*1/ω*cosωt; (sorry, ich habe kein Integralzeichen auf dem PC) Mit umax=Scheitelwert der Spannung; ω=2πf = Kreisfrequenz; Die Funktion – cos entspricht einer Sinusfunktion, die der Sinusfunktion der Spannung um 90° nacheilt, wie oben behauptet. Der Scheitelwert des Magnetflusses ergibt sich daraus: Φmax=umax/w*1/ω; Da Spannungen üblicher Weise als Effektivwert angegeben werden und dieser umax/Wurzel2 ist, ergibt sich für Φmax=ueff/(w*4,44f) mit ω=2πf. Dies ist eine Formel, wie sie vielfach in Trafoberechnungsunterlagen zu finden ist.

Für alle, denen die mathematische Schreibweise nicht vertraut ist, heißt das: Die Spannung verursacht eine Änderung des Magnetflusses, die Geschwindigkeit der Änderung ist exakt proportional der Spannung und zwar in jedem Augenblick. Die Flußänderung selbst ergibt sich durch eine Integration der Spannung über der „Einwirkzeit“, was anschaulich nichts anderes ist als eine Flächenbildung unter der Spannungskurve. Deswegen definiert sich die Flußänderung auch als Spannungszeitfläche und deswegen hat der Fluß auch die Dimension [V*sek]. Das Induktionsgesetz gilt in beide Richtungen: Eine Spannung bewirkt eine Flußänderung, diese selbst bewirkt wieder eine Spannung. Steckt man also eine 2. Spule, ggf. mit einer anderen Windungszahl über die erste, so findet sich an dieser die gleiche Windungsspannung wieder. U1/w1=dΦ/dt=U2/w2. Daraus folgt: Offensichtlich haben alle Spulen, die auf einem gemeinsamen Kern stecken, die gleiche Windungsspannung, unterschiedliche Spannungen ergeben sich dann aus unterschiedlichen Windungszahlen, die Spannungen verhalten sich zueinander wie die Windungzahlen. Schon sind die wesentlichen Merkmale eines unbelasteten Trafos definiert, ohne daß bisher etwas von einem Strom erwähnt werden mußte. Der Trafo übersetzt Spannungen im Verhältnis der Windungszahlen. Die Windungsspannungen sind in allen Spulen (wenn durch sie der gleiche Fluß geht) gleich, und zwar in jedem Augenblick. Daraus folgt auch, daß es zwischen den Spannungen keine Phasenverschiebung geben kann, jedenfalls nicht, solange kein Laststrom fließt. Dies ist auch deswegen plausibel, weil man bekanntlich Spulen mit gleichen Windungszahlen problemlos parallel schalten kann (zu verbinden natürlich bei gleichem Wickelsinn Anfang mit Anfang und Ende mit Ende), ohne daß Ausgleichsströme fließen können. Das ginge nicht, wenn nicht die Augenblickswerte der Spannungen zu jedem Zeitpunkt gleich wären. Jetzt, da wir immer noch beim unbelasteten Trafo sind, bin ich noch eine Erklärung bezüglich des Stromes schuldig. Jeder wird sagen: auch beim unbelasteten Trafo fließt auf der Primärseite ein Strom, man kann ihn messen, und ohne ihn wird auch nichts gehen. Das ist richtig, nur der Strom ist nicht ursächlich, sondern er leitet sich ab aus dem Umstand, daß durch das Anlegen einer Spannung ein Magnetfluß erzwungen wurde, der durch den Kern muß. Dazu ist dort eine Magnatiesierung erforderlich, die einen im Wesentlichen auch von den magnetischen Eigenschaften des Kernmaterials abhängigen Magnetisierungsstrom notwendig macht. Der Strom ist hier also keine verursachende sondern eine abgeleitete Größe. Der Weg zu diesem Strom sieht etwa wie folgt aus.: Im Kern wird ein Fluß Φ [Vsek, oder auch Weber] erzwungen durch das Einwirken einer Spannung über eine best. Zeit, z. B über eine Halbwelle. Aus diesem Fluß und dem verfügbaren Kernquerschnitt A ergibt sich eine Flußdichte B=Φ/A [Vsek/m² oder Tesla]. Aus B ergibt sich über die Permeabilität μ des Kernmaterials eine erforderliche magnetische Feldstärke H=B/μ, die Dimension dieser Feldstärke ist Ampere/Meter. Multipliziert man diese Feldstärke mit dem Weg, den der Fluß durch den Kern gehen muß (die „Eisenlänge“ le), dann führt das zur Magnetisierungsdurchflutung Θm=H*le mit der Dimension [Ampere] was aber nichts anderes ist, als der Magnetisierungsstrom bezogen auf eine Windung. Der Strom selbst ergibt sich aus Im=Θm/w (w=Windungszahl). Wichtig ist die Erkenntnis, daß der Magnetisierungsstrom eine Folgeerscheinung ist, die notwendig wird, weil wir einen Magnetfluß, den wir durch die angelegte Spannung erzeugen, durch einen (Eisen-)Kern treiben müssen, wozu wir in diesem Kern ein magnetisches Feld benötigen. Die Höhe des Stromes ergibt sich aus dem Fluß und den Daten des magnetischen Kreises und diesen Faktoren hat dieser Strom zu genügen. Dieser Strom „induziert“ auch keine Spannung, wie man oft liest, eine Spannung wird nur durch eine Flußänderung induziert. Plausibel wird dieser Kausalzusammenhang auch durch das beobachtbare Phänomen, daß bei einer Änderung der magnetischen Eigenschaften des Kernes (z. B. Einfügen eines Luftspaltes oder Änderung des Kernmaterials sich bei gleicher anliegenden Spannung nicht der Fluß ändert, sondern der Magnetisierungsstrom. Ändert man dagegen die Spannung, ändert sich der Fluß und als Folge auch der Magnetisierungsstrom. Wichtig ist noch einmal zu betonen. Das gilt alles für die Annahme einer eingeprägten Spannung an einer Spule.

Einschiebung zum Verständnis: Es gibt natürlich auch den Fall, daß durch eine Spule ein Strom I eingeprägt wird (z. B. eine Spannungsquelle treibt über einen Vorwiderstand einen Strom durch eine Spule, derart, daß der Strom vom Vorwiderstand bestimmt ist). Dann erzeugen wir in der Spule eine Durchflutung Θ=I*w und magnetisieren deren Kern mit einer magn. Feldstärke H= Θ/le, über das μ erhalten wir eine Flußdichte B und über den Kernquerschnitt einen Fluß Φ. Ändern wir den Strom oder aber auch die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Kreises, dann ändert sich der Fluß und dies induziert eine Spannung in der Spule (daher oft die nicht ganz exakte Vorstellung, die Stromänderung induziert eine Spannung). Der Gedankengang und auch der Rechenweg läuft quasi invers zum vorigen. Welcher der „richtige“ bzw. sinnvolle ist, entscheidet nur die Frage: Welche der elektrischen Größen ist die „eingeprägte“.

Weiter zum Trafo: Bis jetzt war der Trafo immer unbelastet. Was geht nun vor sich, wenn man sekundärseitig Strom entnimmt? Ich muß mangels eigener Skizze auf das T-Ersatzschaltbild im Orginaltext Bezug nehmen. Betrachtet man dort den Knotenpunkt, an dem die Primärseite, die Hauptfeldinduktivität Xh und die Sekundärseite zusammenhängen, so erkennt man, daß jeder Laststrom, der dem Trafo sekundärseitig entnommen wird unmittelbar und in exakt (gilt hier für Trafo mit ü=1:1) gleicher Höhe von der Primärseite zugeführt werden muß, da sonst der Magnetisierungsstrom, der am Knoten nach Xh abzweigt, sich ändern würde. Dieses ist aber nicht möglich, weil der Magnetisierungsstrom durch Xh, wie wir oben gesehen haben, nur den Magnetisierungsbedingungen zu genügen hat. In der Tat ist es auch so, daß, und so gilt es jetzt für jedes Übersetzungsverhältnis, die Durchflutung der Primärseite (I1*w1) und die der Sek.- Seite (I2*w2) immer entgegengesetzt gleich groß sind und, was ihre Wirkung auf den Kern betrifft, sich gegenseitig aufheben. (Das Gesetz I1*w1+I2*w2=0 ist deswegen nicht nur richtig, es geradezu fundamental für einen Trafo). Der Kern sieht diese Durchflutungen überhaupt nicht, sie sind für den Kern soviel wie nicht vorhanden und können deswegen auch nicht irgend wie magnetisierend auf den Kern einwirken. Verblüffende Erkenntnis: Der Kern weiß nichts vom Laststrom, dieser geht im wahrsten Sinn des Wortes am Kern vorbei. Dabei wurde vernachlässigt, daß der Spannungsabfall am Widerstand der Primärwicklung dafür sorgt, daß bei Belastung am Kern etwas weniger Spannung ankommt. Im Kern eines realen Trafos sinkt bei Belastung der Fluß und damit auch der Magnetisierungsstrom deswegen etwas ab. Des weiteren sei – um Mißverständnissen vorzubeugen – erwähnt, daß der gesamte Primärstrom sich immer aus den 2 Teilen, nämlich Magnetisierungsstrom und Laststrom zusammensetzt. Ersterer zweigt am Knoten nach Xh ab, letzterer geht geradeaus durch auf die Sekundärseite. Die beiden haben aber so gut wie nichts miteinander zu tun.

Abschließend noch eine kurze und mehr prinzipielle Betrachtung zum Streufluß. Wie schon erwähnt heben sich beim belasteten Trafo die Durchflutungen („die Amperewindungen“) der Primär- u. der Sekundärspule zu jedem Augenblick auf. Dies gilt jedoch nur bezogen auf alle Bereiche, die beide Spulenquerschnitte einschließen, also z. B. für den Kern. Betrachtet man jedoch einen Bereich, der z. B. zwischen den Spulen liegt, also den Kanal, den die Zwischenisolation beansprucht, so stellt man fest, daß dort die volle Laststromdurchflutung Θl einer Spule wirksam ist. Die Primärdurchflutung ist dort voll ausgeprägt, die Sekundärdurchflutung (die die erstere aufheben soll) hat noch nicht begonnen. In diesem Kanal, der den Querschnitt Q eines Ringes hat (Wicklungsumfang * Stärke der Zwischenisolation) und die Länge ls der Spulen bewirkt die Laststromdurchflutung eine Magnetisierung und zwar nach der Art des eingeprägten Stromes bzw. der Durchflutung. Diese erzeugt dort eine Feldstärke Hs=Θl/ls. Über die Permeabilität der Luft bzw. des Isoliermaterials von μo ergibt dort eine Induktion B, welche multipliziert mit dem Querschnitt des Kanals Q einen Fluß liefert. Dieser durchsetzt eine der Spulen voll und die andere gar nicht, d. h. er ist nicht mit allen Windungen voll verkettet und das ist der Streufluß. Auch die Querschnitte innerhalb der Wicklungen tragen zum Streufluß bei, auch wenn sie von einer nur anteiligen Durchflutung erzeugt werden. Die Berechnung wird dort etwas komplizierter, deswegen sei dies nur qualitativ erwähnt. Wichtig ist: 1. Der Steufluß ist ein reiner Luftfluß. 2. Er ist hängt linear vom Laststrom ab und von den geometrischen Daten der Spulen und der Zwischenisolation. 3. Auch wenn der Streufluß außerhalb der Spulen teilweise durch Kernbereiche (Joch) etc. geht bzw. von diesen hochpermeablen Teilen gefangen wird, so ändert dies wenig an seiner Größe. Dies hat damit zu tun, daß der Rückschluß des Flusses außerhalb einer Luftspule nur relativ geringen Einfluß auf den Magnetisierungsbedarf hat, weil dort die Querschnitte für den Fluß sehr groß werden, was zu kleinen Induktionen (Flußdichten) und damit zu kleinen Feldstärkeanteilen führt. 4. Der Streufluß hat einen induktiven Spannungsabfall zur Folge. Der Fluß „frisst“ sozusagen Spannungszeitfläche auf, die von der Speisespannung abgeht, er wirkt wie eine vorgeschaltete Drosselspule. 5. Der Streufluß ist unabhängig vom Hauptfluß im Kern und hat mit diesem zunächst nichts zu tun. Allerdings: Die Wirkung des Streuflusses auf die Gesamtfunktion des Trafos hat insofern auch mit dem Hauptfluß zu tun, als es hier auf die Relation der beiden Flüsse ankommt. Hinter der sog. „Kurzschlußspannung“ des Trafos, angegeben als prozentualer Anteil von der Nennspannung verbirgt sich im Wesentlichen diese Relation. 6. Die Streuung kann nur beeinflußt werden durch die geometrischen Daten der Wicklung. Lange und schlanke Spulen führen zu kleiner Streuung, ebenso große räumliche Nähe von Primär- u. Sekundärwicklung (geschachtelte Wicklungen, bei denen sich primäre mit sekudären Lagen abwechseln). Der Ringkerntrafo ist streuungsarm, weil die Spulen wickeltechnisch bedingt meist lang und dünn sein müssen. Aber auch dieser Trafo hat Streufluß. Manchmal wird er allerdings auch deswegen als „streuarm“ bezeichnet, weil sein Streufluß als geschlossener Ringfluß innerhalb der Wicklung rund um den Kern geht und deswegen der Streufluß nicht durch die Gegend vagabundiert. 7. Anordnungen, bei denen die Spulen nicht nahe übereinander liegen, z. B. Primär- u. Sekundärspule auf 2 verschiedenen Schenkeln eines Kernes, oder Ringkernbewicklung in unterschiedlichen Segmenten streuen so stark, daß eine Trafofunktion unter Last nicht mehr gewährleistet ist. 8. Der vom Streufluß verursachte Streuspannungsabfall bewirkt bei einem Trafo unter Last eine geringe Phasenverschiebung zwischen Primär- u. Sekundärspannung.

Mit diesen grundsätzlichen Erkentnissen lassen sich praktisch alle Effekte und Erscheinungen, die ein Trafo bieten kann --und da gibt es noch einige -- verstehen und erklären, für diesmal soll es aber damit genug sein. --Elmil 17:19, 4. Dez. 2006 (CET)

Systematik dringend verbesserungswürdig

Der Beitrag zum Transformator erscheint mir ziemlich unsystematisch und daher schwer zu lesen. Meines Erachtens muß noch viel Arbeit reingesteckt werden, bis er wirklich gut wird. Ich möchte hier andeuten, was meines Erachtens zu tun ist und werde mich in nächster Zeit darum kümmern, soweit es die Zeit zuläßt und soweit die aus meiner Sicht wichtigen Änderungen nicht sofort wieder zurückgedreht werden.

- An den Anfang gehört eine kurze Erläuterung, um was es ganz grundlegend geht, evtl. ein geschichtlicher Abriß.

- Anschließend sollte der ideale Transformator diskutiert werden. Ein idealer Transformator transformiert nach dem Schema "Spannung hoch, Strom runter" (I1*U1=I2*U2) und wird motiviert durch den Energieerhaltungssatz. Außerdem trennt der ideale Transformator Primär- und Sekundärseite galvanisch. Mit diesem Modell kann man alle grundlegenden Dinge herleiten, die man mit dem Transformator erledigen kann: Spannungen transformieren, Ströme transformieren (als Konsequenz daraus: Widerstände transformieren) und galvanisch trennen.

- Der reale Transformator sollte unmittelbar nach dieser Einleitung behandelt werden. Zunächst sollte man Streuinduktivitäten und Leitungswiderstände weglassen und den Transformator als gekoppelte Spulen darstellen. Dabei sollten irgendwo die Begriffe "Selbstinduktivität" von Primär- und Sekundärspule und Gegeninduktivität inkl. Formel auftauchen. Die Formel über den Zusammenhang von Selbstinduktivitäten, Gegeninduktivität und Wicklungsverhältnis gehört hierher.

- Das schon jetzt im Text gezeigte Ersatzschaltbild sollte auf der Grundlage der gekoppelten Spulen weiterentwickelt werden. Man fängt mit dem idealen Transformator an und ergänzt die notwendigen Modellierungen für Haupt- und Streuinduktivitäten, die ohmschen Widerstände und die Eisenverluste. Hierbei sind Primär- und Sekundärseite zunächst noch durch einen idealen Transformator getrennt. Transformiert man jedoch alle sekundärseitigen Impedanzen mithilfe der Transformationsgleichungen des idealen Transformators auf die Primärseite, so erhält man schon im Text gezeigte Ersatzschaltbild. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß man in der Praxis häufig das im Artikel gezeigte Ersatzschaltbild verwendet, da dort die wichtigsten Verluste modelliert werden. (Evtl. sollte sogar ein Ersatzschaltbild gezeigt werden, das den Mittenabgriff berücksichtigt, aber das ist eher Kür als Pflicht.)

- Anschließend sollten weitere Randbedingungen, die im Betrieb zu beachten sind, genannt werden: Spannungsfestigkeit (Isolationswiderstände), Wärmeentwicklung (zu erläutern am Ersatzschaltbild und zu untergliedern in Eisenverluste und Kupferverluste, und die Eisenverluste weiter in Wirbelstromverluste und Hystereseverluste), Sättigung des Kerns (mit Hinweis, daß sie als nichtlineare Eigenschaft im Ersatzschaltbild nicht berücksichtigt wird), Hysterese (als nichtlineare Eigenschaft, die nicht im Ersatzschaltbild berücksichtigt wird, und mit dem Hinweis, daß die Hysterese nur bei Trafos mit Kern vorkommt), Stromverdrängung und Skineffekt mit Verweis auf spezielle Kabelanordnungen zu deren Unterdrückung (Stichwort: Leitergeflechte, HF-Litze)

- Der Lastbetrieb kann diskutiert werden, allerdings sollten die zuvor eingeführten Begriffe verwendet werden, beispielsweise aber nicht "Innenwiderstände", die nicht weiter erläutert werden. Nenngrößen sollten genau definiert werden.

- Es sollte der grundlegende Unterschied zwischen Trenntransformatoren und Spartransformatoren herausgearbeitet werden sowie zwischen Energietransport und Informationstransport. Anschließend können anwendungsbezogen alle möglichen Bauformen und Anwendungen erläutert werden (Kapitel 3 und 5 systematisch zusammengeführt).

- Literatur- und Weblinks sollten natürlich bleiben. --Michael Lenz 03:15, 13. Feb. 2007 (CET)

Hallo Michael,

Du hast Dich mindestens zum Teil meiner Sichtweise angeschlossen. Finde ich gut.

Zu Deiner Sichtweise gibt es schon noch einiges zu kommentieren.

1. Klärungsbedürftig scheint der Begriff "eingeprägte Spannung" bzw. "eingeprägter Strom" zu sein.

Die Begriffe beschreiben die Charakteristik einer elektrischen "Quelle".

Eine eingeprägte Spannung liegt vor, wenn die angeschlossene Last keine (oder vernachlässigbar kleine) Rückwirkung auf die speisende Spannung hat. Die Spannung ist "bocksteif", kein Strom kann sie aus der Fassung bringen. Je nach Lastwiderstand kann sich hier der Strom in weitem Bereich frei einstellen. Der Innnenwiderstand Ri so einer Quelle muß klein sein im Vergleich zum Lastwiderstand. Bei einer idealen Quelle eingeprägter Spannung ist Ri=0. Typisches Beispiel so einer Quelle ist unsere Netzspannung oder ein Akku. Angeschlossene Stromkreise, wenn sie unabhängig sein sollen, müssen parallel geschaltet werden, Abschalten geschieht durch unterbrechen. Leerlauf bedeutet Stromkreis offen. Bei kurzgeschlossener Quelle geht der Strom gegen unendlich bzw. ist bestimmt von Ri.. Als Sicherung dient ein Schmelzdraht.

Ein eingeprägter Strom liegt vor, wenn eine angeschlosene Last keine Rückwirkung auf diesen Strom hat. Je nach Lastwiderstand stellt sich hier die Spannung frei ein. Der Innenwiderstand einer Stromquelle muß sehr groß sein im Vergleich zum Lastwiderstand. Bei einer idealen Stromquelle ist Ri unendlich. Angeschlossene Stromkreise müssen in Reihe geschaltet sein, wenn sie unabhängig sein sollen, die Stromquelle muß immer abgeschlossen sein, Abschalten geschieht durch Kurzschließen, Leerlauf bedeutet Stromkreis kurzgeschlossen (Spannung ist 0), bei offener Quelle geht die Spannung gegen unendlich. Als Sicherung dient eine Funkenstrecke, die einen kontrollierten Überschlag gewährleistet. Typisches Beispiel ist eine atmosphärische Blitzentladung (funktioniert nur ganz kurz) oder ein stromgeregeltes Netzgerät, hier aber nur im Rahmen einer maximal möglichen Spannung, die durch das Netzgerät vorgegeben ist. Bei einer Stromquelle ist alles invers im Vergleich zur Spannungsquelle.

2. Ein Trafo hängt eben nun mal an einer eingeprägten Spannung, diese prägt den Fluß ein und der Kern holt sich den dazu erforderlichen Magnetisierungsstrom aus der Spannungsquelle. Die Erklärung seiner Funktion ist zweckmäßigerweise an die Voraussetzungen bzw. an die realen Einsatzbedingungen zu knüpfen. Um das gleich noch dranzuhängen: Auch für µ gegen unendlich wird der Trafo astrein funktioniern. Auch mit Laststrom. Ich wiederhole mich: Die Vorgänge im Magnetisierungskreis dienen nur der Spannungsübertragung. Die Lastströme sind davon unabhängig. Ihre Durchflutungen summieren sich zu 0 (Null!) und damit bleiben sie für den Kern unsichtbar und ohne Einwirkung auf diesen. Populär könnte man auch sagen: Weil der Kern von den Lastströmen gar nichts wissen will oder darf (er ist nämlich nur mit dem ihm eingeprägten Fluß beschäftigt, er will nur den Magnetisierungsstrom sehen, den er dafür braucht), deshalb müssen sich die Lastströme jederzeit zu 0 ergänzen. Jeder andere oder zusätzliche Strom im Kern würde den Fluß verändern. Das geht aber nicht, weil sich dann auch die Spannung ändern müßte. Die ist aber vom Netz her eingeprägt. Das Magnetfeld im Kern wird nicht gebraucht zur Stromübertragung, es dient nur dem Fluß und damit der Spannungsübertragung. Dies ist so.

3. Es ist natürlich nicht uninteressant der Frage nachzugehen, was passiert, wenn man den Trafo mit einem eingeprägten Strom speist. Zum Verständnis sollte man dazu mehrere Fälle unterscheiden:

a) Der Strom entspricht etwa dem, der sich als Magnetisierungsstrom einstellen würde, wen es ein "normaler" Trafo wäre. Hierfür ist die Antwort von Dir schon gegeben. Der eingeprägte Strom führt zu einer eingeprägten Feldstärke und diese zieht einen Fluß nach sich und der induziert eine Spannung primär und auch sekundär. Änderungen des Stromes ändern die Spannung, auch jede Änderung am Kern hat diese Auswirkung. Die Magnetisierung ist jetzt stromgeführt (bei eingeprägter Spannung ist sie flußgeführt). Die Spannung muß sich frei einstellen können, die Stromquelle muß das zulassen. Dies gilt auch bezüglich der zeitlichen Verlaufs. Vom Sinus wird da nicht viel übrig sein. Die Verhältnisse drehen sich genau um. Aber auch hier wird die Spannung von der Flußänderung induziert (nicht vom Magnetfeld, wie man bei Dir immer wieder einmal lesen kann. Diese Begriffe müssen strikt getrennt werden). Versucht man den Trafo zu belasten, so wird man feststellen, daß die Spannung zusammnbricht. Der Grund: der Trafo wird nur mit seinem Magnetisierungsstrom (eingeprägt) gespeist. Zieht man den sekundärseitig ab (man beachte dazu das Ersatzschaltbid), fehlt die Magnetisierung und damit auch die Spannung bzw. ein wesentlicher Teil davon.

b) Der Strom ist kleiner als der unter a) angenommene. Der Fall ist trivial. Er läuft ab wie bei a) beschrieben, nur der Fluß und damit auch die Spannung werden kleiner.

c) Man vergrößert den eingepr. Strom wesentlich über den in a) genannten Wert hinaus, z. B. auf den 10-fachen Wert. Der Trafo sei auf der Sekundärseite offen (Leerlauf). Der Strom sei sinusförmig. Frequenz z. B. 50 Hz. An der Wirkungskette Wechselstrom >>> Wechselfeldfeld >>> Wechselfluß >>> Wechselspannung ändert sich nichts, aber bereits nach etwa 1/30 der Halbwellendauer (sin 6°= 0,1) d. h. nach ca. 0,3 ms ist der Stromwert erreicht, der den Kern voll durchmagnetisiert , d. h. nach dieser Zeit ist auch bereits der volle Flußhub durchlaufen. Das heißt aber auch, daß die dabei induzierte Spannung den etwa 30-fachen Wert der erwarteten Spannung haben wird, da die Spannungszeitflächen (=Flußhub) gleich sein müssen, die zur Verfügung stehende Zeit aber nur noch 1/30 beträgt. (Zahlenwerte bitte nicht auf die Goldwaage legen). Der Trafo wird deshalb zu Beginn jeder Stromhalbwelle eine riesige Spannungsspitze abgeben, den Rest der Zeit wird der Kern in Sättigung getrieben. Je nach Kernmaterial wird auch dabei noch mehr oder weniger Flußhub möglich sein und damit noch Spannung induziert, aber wenig gegen die, die entsteht, solange die Magnetisierung den ungesättigten Teil der Schleife durchläuft. Man müßte den Verlauf aufzeichnen, mir fehlen dazu die Möglichkeiten. Von Sinusspannung ist da nichts mehr übrig geblieben und vom von dem, was man sonst von einem Trafo erwartet auch nicht. Verwenden könnte man so ein Ding vieleicht gerade noch für ein Weidezaungerät, aber das wars dann auch.

Wie man sieht, hat das keinen wesentlichen praktischen Wert außer der Erkenntnis, daß das Verhalten eines Trafos recht heftig reagiert, wenn man so mal schnell eingeprägte Spannung mit dto. Strom vertauscht.

Durch eine Maßnahme kann man der Stromspeisung noch Sinn geben. Es ist nämlich nicht korrekt bezüglch des Umgangs mit einer Stromquelle den Trafo auf der Sekundärseite nicht abzuschließen mit einem Widerstand oder durch Kurzschluß. Deswegen sei zuletzt auch noch dieser Fall diskutiert.

Wenn der Trafo am Ausgang belastet oder kurzgeschlossen wird, muß der eingeprägte Strom, getrieben von der Ausgangsspannung, sich im Sekundärkreis wieder finden und zwar in gleicher Größe (bezogen auf die zugehörenden Durchflutungen) wie auf der Primärseite eingeprägt wegen der schon oft zitierten Knotenpunktregel ( Ersatzschaltbild beachten!). Soweit der Sekundärstrom dabei ohmsche Widerstände zu überwinden hat (was bei einem realen Trafo so ist), liegt die dazu benötigte Spannung ausgangsseitig am Kern und erzwingt im Kern einen dazu passenden Flußhub. Den dazu erforderlichen Magnetisierungsstrom holt sich der Kern dazu aus dem Primästrom, zwackt ihn sozusagen von diesem ab. Dieser Mag.-Strom wird umsogrößer sein, je größer die benötigte Ausgangsspannung ist, weil dann der Flußhub auch größer sein muß. Man sollte dabei beachten, daß auch hier, wie bei dem Betrieb an eingeprägter Spannung eine flußgeführte Magnetisierung vorliegt, obwohl der Trafo selbst stromgespeist ist. Das ist möglich, weil der eingeprägte Strom im Lastwiderstand zu einer quasi eingeprägten Spannung wird ( der Lastwiderstand muß natürlich konstant sein).

Was hier beschrieben wurde ist nichts anderes als die Funktion eines Stromtrafos oder Stromwandlers. Damit ist auch gleich der Grund erklärt, warum ein Stromwandler nie mit offenen Klemmen betrieben werden darf. Er würde zum Hochspannungstrafo (siehe c)) bzw. an Überspannung sterben. Die Stromübersetzung ist im Prinzip wegen des stets zwanghaften Durchflutungsgleichgewichts fehlerfrei, nur der Magnetisierungsstrom geht sozusagen daneben vorbei, was sich als Fehler bemerkbar macht. Im Kurzschlußbetrieb ist der Mag.-Strom am kleinsten, deshalb ist da der Fehler auch am kleinsten. je größer der Lastwiderstand (beim Meßwandler spricht man von Bürde), umso größer der Fehler. Wird die Bürde so groß, daß der Kern die benötigte Spannung nicht mehr aufbringen kann, weil der damit verbundene Flußhub zur Sättigung führt, so steigt der dazu notwendige Magnetisierungsstrom überproportional an, der Meßfehler eskaliert. Damit ein Wandler auch bei Überstrom noch ausreichend genau ist, nützt man die Hystereseschleife im Nennbetrieb nie voll aus. Der Fehler ist natürlich auch zu minimieren, wenn Magnetwerstoffe mit minimalen Magnetisierungsfeldstärken zum Einsatz kommen. Typische Materialien sind Ringkerne aus Mumetall oder Ultraperm 10 (VAC). Die Koerzitivfeldstärken liegen hier unter 30 mA/cm.

Der ideale Kernwerstoff für Wandler wäre unser Superwerkstoff mit H=0 und µ gegen unendlich, natürlich bei einer ausreichend hohen Sättigungsinduktion. Da würden die Wandlerbauer jubeln. Die Wandler hätten keinen Fehler mehr. Sie würden auch funktionieren, wir brauchen nämlich keine Feldstärke bei einer flußgeführten Magnetisierung, wir brauchen nur Fluß und wenn der sich mit H=0 machen ließe, soll es doch recht sein.

Und jetzt noch zu Deinen/meinen Schlußfolgerungen:

1. Die Stromspeisung eines Trafos funktioniert nur, bzw. macht nur Sinn, wenn man ihn mit einer Bürde abschließt, bzw. kurzschließt. So wird der Trafo zum Stromwandler. Der funktioniert auch mit einem "Superkernwerkstoff" wie oben zitiert. Der unbelastete stromgespeiste Trafo gehört eher in ein Kuriositätenkabinett, ist aber als Denksportaufgabe nicht uninteressant.

2. Die Spannungsspeisung eines Trafos entspricht der normalen Anwendung. Deshalb muß er auch darauf basierend erklärt werden. Auch der Trafo mit dem "Superkernwerkstoff" überträgt Strom. Hier scheint immer noch ein gedanklicher Fehler vorzuliegen. Alles weitere siehe oben im Text.

3. Es ist richtig, daß das Induktionsgesetz in beiden Richtungen gelesen werden kann. Das heißt aber nicht, daß man in der Wahl der Richtung frei ist. Da hat man sich schon an die jeweilige Anwendung zu halten, d. h. man bewege sich immer von der vorgegebenen (eingeprägten) zur gesuchten (abhängigen) Größe und nicht umgekehrt, sonst gehts rückwärts durch die Brust ins Auge.

PS. Was immer wieder auffällt ist, daß die Begriffe Strom, Durchflutung, Feldstärke, Induktion und Fluß nicht klar verstanden sind oder falsch angewendet werden. Hier besteht Klärungsbedarf, nicht hoch mathematisch sondern anschaulich und mit einfachen Worten.

Mit freundlichem Gruß Elmil

--Elmil 16:00, 9. Mär. 2007 (CET)

Hallo Elmil,

im Magnetmaterial gibt es zwei magnetische Größen: B und H.

1.) B ist an die elektrische Spannung u geknüpft. Steht u(t) fest, so kennt man B(t) und umgekehrt. Zusammenhang: $u={d(B\cdot A) \over dt}$

2.) H ist an den elektrischen Strom i geknüpft. Steht i(t) fest, so steht auch H(t) fest und umgekehrt. Zusammenhang: $\int Hds=I$ (Verschiebeströme inbegriffen)

3.) B und H hängen über Materialgesetze zusammen: $B=\mu H$

Eine endliche sinusförmige Spannung u, die Du einprägst, führt zu einem endlichen sinusförmigen B. (Gleichung 1)

Ein endliches sinusförmiges B führt für $\mu <\infty$ zu einem endlichen sinusförmigen H. (Gleichung 3)

Und ein endliches sinusförmiges H ist mit einem endlichen sinusförmigen Strom i verknüpft (Gleichung 2).

i ist immer da, wenn Du den Trafo irgendwie verwendest. Daß das i da ist, ist ein Grundprinzip der Natur (Maxwellgleichungen).

Den Fall $\mu =\infty$ zu diskutieren, ist sinnlos. Er führt im Falle einer Last zu Widersprüchen, weil H=0 sein muß und bei Last gleichzeitig I>0, was mit den Maxwellgleichungen unvereinbar ist. Das wollte ich in unserem Gedankenexperiment einmal zeigen.

Der Fall $\mu \rightarrow \infty$ bedeutet $\mu <\infty$. Dann funktioniert der Transformator, und zwar umso idealer und mit umso weniger i, je größer $\mu$ ist.

Wenn Du sagst, Trafos würden mit (idealen) Spannungsquellen betrieben und in diesem Zusammenhang komme es nur auf die Spannung an, stimme ich Dir zur Hälfte zu. Ein Kraftwerkstrafo arbeitet so, und es ist sicherlich sinnvoll zu betonen, daß der reale Trafo unter diesen Bedingungen eher die Spannungen ideal transformiert als die Ströme - darauf möchtest Du ja irgendwo hinaus.

Im Nachrichtentechnikbereich (z. B. Antennenverstärker im Amateurfunk) betreibst Du die Trafos jedoch meist mit weniger idealen Quellen. Häufig ist eine Transformation von bzw. auf 50 Ohm / 75 Ohm Wellenwiderstand gewünscht. Bei derartigen realen Quellen ist die Frage, ob eine Spannungsquelle oder eine Stromquelle vorliegt, müßig, da sie ineinander überführbar sind.

Es gibt auch Anwendungen, bei denen Du ausdrücklich Ströme durch die Hauptinduktivität wünschst:

1. Das einfachste Beispiel ist, wenn Du den Trafo als Hochpass nutzt. Die Hauptinduktivität schließt dabei die niedrigen Frequenzen kurz, so dass diese nicht übertragen werden. In diesem Fall wünschst Du Dir je nach Grenzfrequenz geradezu eine geringe Induktivität.
2. Ein anderes Beispiel kenne ich aus dem Ultraschallbereich mit Piezowandlern. Ein Piezowandler läßt sich elektrisch als C_p parallel (R + jwL + 1/(jwC)) modellieren. Den Wandler koppelt man häufig über einen Trafo an den Sender bzw. Empfänger an,. Dabei nutzt man die "parasitäre" Induktivität dazu, um das parallele C_p des Piezos zu kompensieren. Man hat damit Blindleistungskompensation und Potentialtrennung mit einem einzigen Bauelement gelöst.

Zugegebenermaßen möchtest Du in diesen Fällen keine Übertragung der betreffenden Größen erreichen, sondern im Falle des Hochpasses das genaue Gegenteil. Worauf ich hinaus will ist, daß diese Trafos eingesetzt werden WEGEN der Magnetiierungströme (und nicht 'trotz', wie Du annimmst).

Letztlich hast Du mich aber schon überzeugt, daß der Herleitung über die Spannungstransformation eine gewisse Sonderrolle zukommt - wenn auch nicht in der Absolutheit, die Du gerne betonst (siehe Beispiele aus der Nachrichtentechnik). Daher befürworte ich ausdrücklich eine zusätzliche Herleitung ohne Ströme, gerne auch vor der anderen Herleitung.

Ich denke, wir mißverstehen uns, weil ich über Naturgesetze spreche und betone, daß mit der eingeprägten (Wechsel-)Spannung untrennbar ein (Wechsel-)Strom verbunden ist, während Du über die Erfindung des Trafos sprichst und betonst, daß der Transformator daraufhin konzipiert wurde, daß der Magnetisierungsstrom möglichst klein ist.

Eventuell sinnvoll ist auch die Herleitung mithilfe des Modells des Magnetkreises, wobei ich jedoch die Mühe scheue, die Größen magnetischer Fluß $\Phi$, magnetische Durchflutung $\Theta$ und magnetischer Widerstand $R_{magn}$ sauber einzuführen.

Gruß, --Michael Lenz 03:00, 10. Mär. 2007 (CET)

Fehler in Formel?

Guten Abend, ich glaube es ist ein Tippfehler in der Formel für 3.2.2 "Der verlustlose Transformator" Dort steht: $u_{2}(t)=N_{2}\cdot {\frac {d\Phi _{22}(t)}{dt}}+N_{1}\cdot {\frac {d\Phi _{21}(t)}{dt}}$

Ich denke aber es müsste lauten: $u_{2}(t)=N_{2}\cdot {\frac {d\Phi _{22}(t)}{dt}}+N_{2}\cdot {\frac {d\Phi _{21}(t)}{dt}}$

Bitte schaut mal, ob ich mich irre, oder es sich tatsächlich um einen Tippfehler handelt.

Viele Grüße Simon

Hallo Simon,

danke für den Hinweis. Ich habe die Formel geändert.

Gruss, --Michael Lenz 04:39, 15. Mär. 2007 (CET)

Hallo Michael,

die Definition der magnetischen Grundgrößen war wichtig und natürlich auch richtig. Da würde ich nur noch eine Kleinigkeit ergänzen, nämlich bei der Definition $\int Hds=I$. Der Strom ist eigentlich I*w. Sinnvoller wäre es hier von Durchflutung zu sprechen und den Buchstaben Θ dafür einzuführen. Anderweitig könnte das zu Verwechslungen mit dem Spulenstrom führen.

Was noch fehlt ist ein Versuch einer Veranschaulichung der magnetischen Größen indem man die Analogie zu elektrischen Größen herstellt. Das sieht dann nämlich so aus:

Die Durchflutung Θ wirkt als "magnetische Spannung", wurde deswegen früher auch als "magnetomotorische Kraft" bezeichnet, abgk. MMK, das Analogon auf der elektrischen Seite wäre die EMK (eingeprägte Spannung).

Die auf die zu magnetisierende Wegstrecke bezogene Durchflutung ist die magnetische Feldstärke H mit Dimension A/cm, das Analogon auf der elektrischen Seite wäre die elktrische Feldstärke E [V/m].

Die Feldstärke H ist über den magnetischen Leitwert µ mit dem magnetischen Flußdichte (auch Induktion genannt) B verbunden ( das "ohmsche Gesetz des magnetischen Kreises"): B=µ*H, (µ=spez. magn. Leitwert). Das Pendant dazu auf der elektrischen Seite heißt s=k*E (s=Stromdichte, k=spez. elektr. Leitwert)

Über den Querschnitt A ist die Flußdichte mit dem Fluß verbunden. B*A=Φ. Auf der elektrischen Seite ist die Stromdichte s über den Querschnitt mit dem Strom I verbunden. s*q=I

Demnach ist das Analogon zum magnet. Fluß Φ der elektrische Strom I.

Interessanter Weise ist aber pysikalisch der elektrische Strom I mit der magnetischen Spannung verknüpft und der magnetische Fluß ("Strom") mit der elektrischen Spannung.

Was man noch erkennen kann ist der Umstand, daß der magnetische Kreis sich verhält wie der elektrische Stromkreis, auch da gibt es "Spannung", "Strom", und Leitwert oder den Kehrwert davon, den Widerstand.

In der Elektrotechnik ist es eine Selbstverständlichkeit Strom und Spannung strikt auseinanderzuhalten (den etwas unverbindlichen Begriff der "Stromspannung" überlassen wir gern den Zeitungsschreiblehrlingen), obwohl man auch da mit Recht sagen könnte, daß es gleichgültig ist ob Strom und Spannung, weil die ja über den Widerstand ohnehin verknüpft sind.

Bei der Beschreibung des magnetischen Kreises ist diese Disziplin noch viel wichtiger, weil man es hier überwiegend mit Leitwerten zu tun hat, die nicht konstant sind, sondern stark abhängig von der jeweiligen Flußdichte. Das gilt für alle mir bekannten ferromagnetischen Materialien und mit denen hat man es meistens zu tun. Deswegen führt ein sinusförmiges B nur in Luft oder magnetisch gleichwertigem Medium zu einem sinusförmigen H, nur hier ist µ konstant über den ges. B-Bereich. In den meisten Magnetwerkstoffen ändert sich µ meist über mehr als eine Zehnerpotenz allein innerhalb der Hystereseschleife, mit Einbeziehung des Sättigungsbereichs sogar mehrere Zehnerpotenzen. Deswegen arbeitet man in der Praxis, wenn ist um ferromagn. Materialien geht, auch nicht mit µ, sondern mit Magnetisierungskennlinien B=f(H) und diese Abhängigkeit von der Flußdichte ist auch einer der Gründe, warum ich so penetrant zwischen Magnetisierung mit eingeprägter Spannung und eingeprägtem Strom unterscheide. Da kommen nämlich ganz unterschiedliche Dinge heraus, wie ich in meinem letzten Beitrag ausführlich erläutert habe. Natürlich kann man immer das eine in das andere überführen, letztlich hat alles einer einheitlichen Pysik zu gehorchen. Aber man macht es sich verdammt schwer und erzeugt damit meist mehr Durcheinander als Klarheit

Mit dem Verhalten bei µ gegen unendlich wollte ich ursprünglich nur aufzeigen (es war ja nur ein Gedankenspiel), welch nachrangige Bedeutung der Magnetisierungsstrom für die Funktion des Trafos bei einer flußgeführten Magnetisierung hat. Durch die Verwendung des Wortes "parasitär" ist wahrscheinlich ein Mißverständnis entstanden, das ich gerne ausräumen würde. Der Magnetisierungsstrom stört, solange er sich in einem akzeptabelen Rahmen bewegt in keiner Weise. Er gehört sogar mit dazu und das mit dem H=0 war auch nie so zu verstehen.

Der Fall ist zwar sinnlos, wie Du festgestellt hast, , weil es den Werkstoff ohnehin nicht gibt. Ganz so sinnlos ist er aberdoch wieder nicht, weil man an Deiner Reaktion darüber erkennt, daß etwas ganz wesentliches von Dir noch nicht verstanden oder akzeptiert ist. Es gibt nämlich keinen Widerspruch, wie von Dir angenommen. H=0 im Kern ist ganz selbstverständlch vereinbar mit einem beliebig großen Laststrom in den Spulen. Die Summe der Laststromdurchflutungen in den Spulen magnetisieren den Kern nicht (weil sie sich zu 0 aufheben). Diese Erkenntnis ist fundamental wichtig, ohne dies erkannt und akzeptiert zu haben muß man jedes Trafoverständnis schlicht vergessen, ganz gleich ob man nun über einen Netztrafo spricht, über einen Stromwandler oder über einen Übertrager. Diesen Punkt sollten wir vorrangig ausdiskutieren. Ich habe ihn in all meinen Beitägen bisher angesprochen, ich habe von Dir bisher weder Widerspruch noch Einverständnis vernommen. Ich erkenne aber auch jetzt wieder einmal, daß Du dies noch nicht verinnerlicht hast.

Im übrigen transformiert ein Trafo auch die Ströme ideal, gerade weil eben die Summe der von den Lastströmen verursachten Durchflutungen jederzeit 0 sein muß.

Was das Verständnis anbelangt, sozusagen aus didaktischen Gründen, halte ich es für zweckmäßig, zunächst die "reinen" Betriebszustände, z. B. die Speisung mit engeprägter Spannung zu erklären. Immerhin wird damit auch ein riesiger Anwendungsbereich, vom Steckernetzteil (soweit dort überhaupt noch ein Netztrafo drin ist) bis zum Kraftwerkstrafo, d. h. die ganze klassische Stromversorgungstechnik abgedeckt. Darüberhinaus ist dies auch wichtig für das Verständnis anderer Betriebszustände wie z. B. Stromtrafos und Mischformen. Weil sich die relevanten Grundprinzipien auch dort wiederfinden lassen. Um einen Übertrager zu verstehen, muß man einen Trafo verstanden haben.

Der Umstand, daß man Hauptfeldinduktivitäten oder auch Streuinduktivitäten in Schaltungen mitbenutzt, um diesen noch anderweitig bestimmte Eigenschaften zu geben, entbindet auch nicht davon verstanden zu haben, wie diese Dinge zustande kommen. Im übrigen sollte man ev. eine Trennung herbeiführen zwischen Trafos und Übertrager, wobei der Unterschied diskrete Frequenz bzw. Frequenzbereich das Kriterium für die Unterscheidung sein könnte. Beim Übertrager gelten wg. der meist größeren Frequenzbereiche, in denen er funktionieren muß Zusatzkriterien, wie Luftspalt im Kern und dergl., die beim Netztrafo keinen sinn machen oder gar kontraproduktiv sind. Die Grundlagen des Trafos gelten natürlich auch für den Übertrager. Um das an Deinem Beispiel gleich zu zeigen: Es ist trivial, daß bei kleinen Frequenzen Magnetisierungsströme zwangsläufig größer sind, weil zu den kleinen Freqzenzen (siehe Induktionsgesetz) eben der größere Flußhub gehört und das läßt sich für einen Hochpass gut gebrauchen, ebenso wie hohe Frequenzen an den Streuinduktivitäten zu hohen Spannungsabfällen führen, was für einen Tiefpass hilfreich sein kann.

Auch ich spreche nur über Naturgesetze, aber ich versuche diese immer möglichst nahe an die jeweilige Anwendung zu bringen und das so anschaulich wie möglich. In Wikipediabeiträgen sollte man versuchen mit einem Minimum an höherer Mathematik auszukommen und wenn nicht vermeidbar, so sollte erklärt werden, was das bedeutet.

Mit freundlichem Gruß Elmil

--Elmil 16:38, 12. Mär. 2007 (CET)

Hallo Elmil,

gegeben sei ein primärseitig spannungsgespeister Transformator, der sekundärseitig mit dem elektrischen Widerstand R abgeschlossen sei. $\mu _{r}$ sei sehr groß, aber endlich.

Spannungsgespeister belasteter Transformator

Zugehöriger Magnetkreis

Die Spannungsquelle $u_{1}$ prägt einen magnetischen Fluß $\Phi _{1}$ in die Primärspule ein. Dieser Fluß kommt, da der Magnetkreis unverzweigt ist, vollständig in der Sekundärspule an und induziert dort die Sekundärspannung $u_{2}$, die exakt die gleiche Kurvenform aufweist wie $u_{1}$.

Die Kurvenformen sind vollkommen unabhängig davon, ob $R_{mag}$ linear ist oder eine Hysterese aufweist, da $\Phi _{1}$ eingeprägt ist und im gesamten Kreis identisch ist.

Der Widerstand R erzeugt aus der Spannung $u_{2}$ einen Strom $-i_{2}=u_{2}/R$ in den Spulenwicklungen. Dieser Strom muß im Modell des Magnetkreises als eine gesteuerte Durchflutungsquelle ($\Theta$-Quelle, Quelle des H-Feldes) aufgefaßt werden.

Nach der Maschenregel ergibt sich in Verbindung mit dem Bauelementegesetz von $R_{mag}$: $\Theta _{1}=\Theta _{Rmag}+\Theta _{2}=R_{mag}\cdot \Phi _{1}+\Theta _{2}$

Für $R_{mag}$ gegen Null fällt über dem magnetischen Widerstand, der den Kern darstellt, kein H ab. Die gesamte (abhängig) eingespeiste Durchflutung fällt über der Magnetflußquelle ab. Das ist letztlich Deine Aussage, und sie ist vollkommen richtig.

Ich habe bei meiner Betrachtung an den Teil des Spulenkerns gedacht, der von den Wicklungen umgeben ist. Ganz konkret habe ich mich in Gedanken in eine Fläche A versetzt, die von einem Leiterstück der Sekundärspule senkrecht durchstoßen wird. Die Strecke s soll einen geschlossenen Weg um A darstellen. Da laut Voraussetzung innerhalb und außerhalb des Kerns überall H=0 gilt, ergibt sich im Leiter

$I=\int {\vec {H}}d{\vec {s}}=\int 0d{\vec {s}}=0$

im Widerspruch zu einem beliebig großen Laststrom. Also muß bei den Spulenwicklungen ein H > 0 auftreten. Da sich H bei nicht allzu pathologischen Kernen parallel zu B bewegt, habe ich gesagt, daß es ein H > 0 auch im Kern geben muß, was ebenfalls vollkommen richtig ist. H wird ja nicht kleiner, nur weil es sich von den Spulenwicklungen entfernt.

Die Auflösung des Widerspruchs ist, daß Du im Modell des Magnetkreises argumentiert hast, während ich über Elektrodynamik gesprochen habe. Beide haben in den jeweiligen Modellen recht, und beide Modelle haben ihre Berechtigung.

Was wir dabei festgestellt haben ist, daß $H=0$ bei Vorhandensein von Strom in der Elektrodynamik zu Widersprüchen führt, sich jedoch im Magnetkreis bei großem $\mu$ damit verträgt. Das H-Feld, auf das ich so entschieden bestanden habe, findet sich im Magnetkreis übrigens auch wieder - allerdings nur in den Bauelementen, insbesondere der Durchflutungsquelle.

>>Mit dem Verhalten bei µ gegen unendlich wollte ich ursprünglich nur aufzeigen (es war ja nur ein Gedankenspiel), welch nachrangige Bedeutung der Magnetisierungsstrom für die Funktion des Trafos bei einer flußgeführten Magnetisierung hat. [...] Im übrigen transformiert ein Trafo auch die Ströme ideal, gerade weil eben die Summe der von den Lastströmen verursachten Durchflutungen jederzeit 0 sein muß.

Ok, hier stimme ich Dir vollkommen zu, wenn Du „gerade weil“ durch „wenn“ ersetzt. Wenn nämlich $R_{mag}$ als größer Null und nichtlinear (z. B. mit Hysterese) angenommen wird, verhält sich $\Theta _{1}$ der Gleichung

$\Theta _{1}=\Theta _{Rmag}+\Theta _{2}=R_{mag}\cdot \Phi _{1}+\Theta _{2}$

entsprechend nichtlinear zu $u_{1}$.

Die elektrischen Spannungen behalten also zusammengefaßt ihre Verlaufsform, während die Ströme durch das nichtlineare Verhalten des Magnetkerns beeinflußt werden.

An diesem Beispiel wird interessanterweise klar, daß bei Einprägung eines primärseitigen Flusses die Durchflutung sekundärseitig eingeprägt wird. Die Einprägung einer Durchflutung ist demnach eher die Regel als die Ausnahme, wenn die zugehörige Quelle auch eine gesteuerte Quelle ist. Da die Durchflutung eine Differenzgröße ist, liegt sie (im Modell des Magnetkreises) auch nicht überall gleich vor. Vielmehr ist das Potential der Durchflutung an jedem Knotenpunkt anders. Durchflutung findet sich dort nur innerhalb der Bauelemente.

Was mich angeht, so sind die Unklarheiten geklärt. Ich danke Dir für die interessante Diskussion, in der ich einige Dinge über Transformatoren dazulernen durfte. Jetzt können wir denke ich darangehen, den Artikel aufzuwerten. Natürlich können wir weiterhin interessante Themen diskutieren.

Gruß, --Michael Lenz 04:36, 15. Mär. 2007 (CET)

Hallo Michael,

bis zu dem Satz "Die gesamte (abhängig) eingespeiste Durchflutung fällt über der Magnetflußquelle (was ist das?) ab." ist alles ok. Diesen Satz aber verstehe ich nicht. Die Beziehung $\Theta _{1}=\Theta _{Rmag}+\Theta _{2}=R_{mag}\cdot \Phi _{1}+\Theta _{2}$ sagt ja nichts anderes aus, als daß die Primärdurchflutung die Summe aus Magnetisierungsdurchflutung und der Sekundärdurchflutung ist, wobei das positive Vorzeichen von Θ2 besagt, daß der Strompfeil vom Sekundärstrom gegenüber dem im Ersatzschaltbild üblichen bereits umgedreht ist. Wenn beide Strompfeile, wie üblich, in den Trafo hinein zeigen, müßte Θ2 negativ eingesetzt werden.

Nachdem das mit den Vorzeichen und den Zählpfeilen nicht so anschaulich ist, zumindest wenn man nicht immer gleich ein Bildchen dazu malen kann, will ich es an Hand Deiner dann folgenden Betrachtung erklären:

Wenn Du, wie Du sagst, einen Integrationsweg wählst, der einige Leiter der Sekundärspule oder die ganze Spule umschließt, dann bekommst Du ein Feld H, das von der Sekundärdurchflutung erzeugt wird. Richtig. Wähle ich nun aber einen Weg, der z. B. dem Trafokern folgt, so geht dieser Weg um beide Spulen, primär und sekundär und da bekommst Du ein Feld, das wirklich nur von der Magnetisierungsdurchflutung erzeugt wird, weil sich der Anteil des Laststroms in Θ1last und Θ2 in der gesamten umschlossenen Fläche aufheben. I n einem Schnittbild durch den Trafo (Kern und Spulen) stellt sich das so dar, daß in der Primärspule der Laststrom so zu sagen in die Zeichenebene hineinfließt, während er bei der Sek. Spule aus der Zeichenebene herauskommt. Eine Integration um beide Spulen ergibt ein H=0 weil Θ1last und Θ2 gegengleich sind (Θmag mal vernachlässigt). H=0 ist also durchaus kein Widerspruch zu einem beliebig großen Laststrom, das hat auch nichts mit der Entfernung von der Spule zu tun (wobei H durchaus mit der Entfernung kleiner wird, weil der Integrationsweg länger wird, spielt aber hier keine Rolle), sondern damit, daß Du außer dem Magnetisierungsstrom keinen magnetfeldtreibenden Strom mehr hast. Um 2 gegensinnig gleich große Durchflutungen gibt es kein Magnetfeld! Da gibt es auch keinen Widerspruch zwischen Magnetfeldbetrachtung und Elektrodynamik. Wenn das so wäre, müßte man die Physikbücher umschreiben.

Natürlich haben die einzelnen Felder um die beiden einzelnen Spulen auch ihre Bedeutung. Sie gehen im wesentlichen nur durch Luft, entlang den Spulen und durch die Spulen. Am stärksten ist dieses Feld in dem Ringspalt zwischen den Spulen. Es ist das Feld, das den Streufluß verursacht. Deswegen ist der Streufluß auch ein reiner Luftfluß. Siehe auch mein erster Beitrag "Zurück zu den Grundlagen".

Was die Transformation der Ströme anbelangt, so bin ich vielleicht mißverstanden worden. Ich verstehe das immer nur so, daß dies für den Laststromanteil (steht auch so da!) im Primärstrom gilt. Daß der ges. Primärstrom immer die Summe aus Magnetisierungsstrom und transformiertem Laststrom ist, wird dabei vorausgesetzt und nicht immer extra erwähnt. Der Magnetisierungsstrom ist bei nicht konstantem µ oberwellenhaltig und entsprechend dann auch der ges. Primärstrom.

Deine Aussagen über die "sek. eingeprägte Durchflutung" kann ich nicht nachvollziehen. Nach meinem Verständnis ergeben sich folgende Kausalketten etwa so:

1. Für den Kern bzw. für die Spannungstransformation gilt: Eingeprägte primäre Spannung ergibt eingeprägten Fluß im Kern, dieser induziert gleichförmige Spannung wie primär in Sekundärspule. Eingeprägter Fluß im Kern zieht Magnetisierungsstrom nach sich, Kurvenform abhängig von µ.

2. Für die Spulen bzw. für die Stromtransformation gilt: Sekundäre Spannung und Lastwiderstand am Ausgang ergibt Sekundärstrom. Dessen Durchflutung zieht eine gegengleich große Primärdurchflutung nach sich nach dem dafür bestimmenden Kriterium: Magnetisierungsbedingungen im Kern dürfen von diesen Durchflutungen nicht gestört bzw. beeinflusst werden. (Θ1last + Θ2 =0) ansonsten Kollision im Kern mit primärer Flußeinprägung. Mit "Kollision im Kern" meine ich, um das an einem Analogon in der Elektrotechnik zu erklären: Du kannst einen Widerstand von z. B. 1 kOhm nicht an eine Spannung von 100 V legen und ihm gleichzeitig einen Strom von 0,2 A einprägen. Da muß einer nachgeben.

Der ges. Primärstrom ist die Summe aus Magnetisierungsstrom und transformiertem Laststrom.

Die Spannungs- u. die Stromtransformation dürfen, sie müssen sogar strikt getrennt betrachtet werden. Falls meine pädagogischen Fähigkeiten nun doch zu mangelhaft waren, ich befürchte es fast, kann ich noch auf einschlägige Literatur verweisen: Karl Küpfmüller, Einführung in die theoretische Elektrotechnik, Springer Verlag.

Der ganze Artikel über den Trafo gehört gründlich entrümpelt. Den Grundsätzen von Wikipedia folgend sollten am Anfang nur die einfachsten Prinzipien, wie oben zusammengefaßt, erklärt werden. Dazu ein einfaches Modell. Spannungs-, Strom- u. Widerstandstransformation mit 1 Beispiel. Differentiale und Integrale sollte man dabei vermeiden, wo immer geht. Wenn nicht möglich, dann immer auch mit Worten erklären, was das bedeutet. Dann Hinzunahme von Einfluß von Wicklungswiderständen und Streufluß. Dieser sollte aber nur bezüglich seiner pysikalischen Bedeutung (Luftfluß, der induktiven Spannungsabfall verursacht) und bezüglich der wichtigsten Einflußgrößen (Spulenform, Anordnung und Abstand etc.) erklärt werden. Was dann noch käme wären Ausführungsformen, aber da kann man auch eine Menge streichen (z. B. 400Hz Trafo etc.). Was hineingehört ist der Spartrafo mit der Formel für den Gewinn an Durchgangsleistung abhängig vom Übersetzungsverhältnis.(NT=ND - ND*Unterspannung/Oberspannung), auch der Ringkerntrafo (aber ohne das Gerücht, daß es da keinen Streufluß gibt) und die div. gängigen Kernformen. Den Übertrager würde ich ganz herausnehmen oder separat als Spezialfall betrachten. Dazu gehören dann die Gleichungen mit Gegeninduktivität und Koppelfaktor etc. Sie gelten allesamt nur für lineare Systeme (µ const) und beinhalten auch die Streuinduktivitäten, was aber m. E. für einen Wikipedia Artikel schon zu weit führt. Es würde reichen, wenn man die Linearisierung über Luftspalt und den Grund dafür (Vermeidung eines verzerrten Magnetisierungsstroms wegen seiner Rückwirkung auf die speisende Quelle) besprechen würde.

Was dazu noch fehlt, ist ein separater Artikel, der den magnetischen Kreis mit all seinen Größen (magnetische Spannung, Feld, Induktion, Fluß, magne#t. Widerstand bzw. Leitwert) mit den dazu gehörenden Ableitungen aus den korrespondierenden elektrischen Größen Spannung und Strom im Zusmmenhang beschreibt. So etwa wie wir das in einem der letzten Diskussionsbeiträge schon mal kurz runtergebrochen haben. Hier scheint auch bei Fachleuten ein großes Defizit vorzuliegen. Es ist nicht nachvollziehbar, daß dies jetzt lauter eigene Artikel sind, die die wichtigen Zusammenhänge vermissen lassen. (siehe Stichwort "Fluß" und "Induktion")

Mit freundlichem Gruß

--Elmil 21:34, 18. Mär. 2007 (CET)

Hallo Elmil,

zum Magnetfeld schlage ich vor, daß wir die Zusammenhänge anhand der ideal gekoppelten idealen Spulen inhaltlich etwa so beschreiben:

1. Die Primärspannung ist bei großem $\mu$ proportional zum B-Feld. Für konstantes $\mu$ ist die Primärspannung auch zum H-Feld proportional.
2. Der Primärstrom ist nur in Ausnahmefällen (nämlich bei Leerlauf und gutmütigem Material) proportional zum B-Feld. Wenn man über die Ströme auf das Magnetfeld kommen will, so muss man Primär- und Sekundärströme zugleich einrechnen. Die Wirkungen von Primär- und Sekundärströmen heben sich hinsichtlich des H-Feldes weitgehend auf. Darin besteht der Clou der Signal- und Energieübertragung.
3. Die funktionale Beziehung $B=f(U1)$ ist der Beziehung $B=f(I1,I2,\mu )$ wegen ihrer Unmittelbarkeit und Einfachheit in der einleitenden Beschreibung vorzuziehen.

Die Gleichungen

${u_{1}(t)}=N_{1}\cdot {{d\Phi } \over {dt}}\,$

${u_{2}(t)}=N_{2}\cdot {{d\Phi } \over {dt}}\,$

sind die Grundlage für die erste Darstellung. Die (etwas genaueren) Gleichungen

$u_{1}(t)=L_{1}\cdot {\frac {di_{1}(t)}{dt}}+M_{12}\cdot {\frac {di_{2}(t)}{dt}}\,$

$u_{2}(t)=L_{2}\cdot {\frac {di_{2}(t)}{dt}}+M_{21}\cdot {\frac {di_{1}(t)}{dt}}\,$

sind Grundlage der zweiten Darstellung bzw. Interpretation.

Ob ein primärseitig eingeprägter Trafostrom eine Wirkung auf das H-Feld hat, hängt davon ab, ob auf der Sekundärseite ein Strom fließen kann:

+ Wenn die Primärseite einen Strom führt und die Sekundärseite offen oder hochohmig ist, führt eine Erhöhung des Primärstroms zu einer Erhöhung von H. + Wenn die Primärseite einen Strom führt, und die sekundärseite kurzgeschlossen ist, führt eine Erhöhung des Primärstroms nicht zu einer Erhöhung von H, weil der Sekundärstrom die Wirkung des Primärstromes kompensiert.

Diese Begebenheit kann man leicht im Ersatzschaltbild nachvollziehen. Bei offener Sekundärseite fließt der gesamte Primärstrom I1 durch die Hauptinduktiviät. Bei kurzgeschlossener Sekundärseite fließt der meiste Strom über die Sekundärseite ab. Er hat somit keinen Einfluß auf die felderzeugende Hauptinduktivität.

---

Meine Aussage über die sekundärseitig (abhängig) eingeprägte Durchflutung, die Du nicht verstehst, ist dieselbe Aussage, die Du selbst machst - bloß anders formuliert. Du sprichst von einem "magnetischen Widerstand" auf der Sekundärseite, ich hingegen von einer "gesteuerten magnetischen Spannungsquelle".

Der magnetische Widerstand auf der Sekundärseite macht genau das, was ich beschreibe: Er schaut sich an "Wie groß ist der magnetische Strom?" und prägt abhängig davon sekundärseitig eine magnetische Spannung ein. (Bei eingeprägtem Strom kann jeder Widerstand als eine gesteuerte Spannungsquelle aufgefaßt werden.)

Ich habe die Formulierung "abhängig eingeprägte Durchflutung" gewählt, um zu betonen, wo die Durchflutungsquelle sitzt (nämlich auf der Sekundärseite) und um allgemeine Bauelemente (z. B. eine el. Diode) sekundärseitig zuzulassen.

Ich komme ansonsten - dem Modell des Magnetkreises folgend und unter Anwendung des Maschensatzes - zu genau den Schlußfolgerungen, auf die Du so großen Wert legst: Für $R_{mag}\rightarrow 0$ gilt: An Primär- und Sekundärseite herrscht die gleiche magnetische Spannung. (Du formulierst das mit "Dessen Durchflutung zieht eine gegengleich große Primärdurchflutung nach sich").

Was die "Entrümpelung" angeht, so stimme ich Dir weitgehend zu. Vieles ist unnötig, und manches noch falsch.

Die Streuflüsse sind relativ schlecht beschrieben. Der mathematisch Trick $\mu _{r}\rightarrow \infty$ im Kern und $\mu _{r}\rightarrow 0$ im Kupfer und in der Luft, um Luftschlüsse zu verhindern, geht an der Sache vorbei. Dort gehört hin, wie man Streuflüsse vermindern kann, nicht, wie man sich mathematisch selbst austricksen kann.

Meiner Anschauung nach kann ich Streuflüsse insbesondere durch eng anliegende Wicklungen (z. B. dünne straff gezogene Drähte) verhindern. Der Luftspalt im Kern trägt nicht zu den Streuinduktivitäten bei, da die Feldlinien, die dort "auf Abwege" geraten, in der Regel trotzdem durch beide Wicklungen (Primär- und Sekundärseite) hindurchtreten und somit zur Kopplung beitragen. Daß die Feldlinien nicht immer auf dem direkten Weg wieder in den Kern stoßen, erhöht allenfalls den magnetischen Widerstand.

Der Magnetkreis gehört zur Beschreibung dazu, aber man sollte immer wissen, daß er z. T. stark vereinfacht. Es gibt schon einen Wiki-Beitrag "magnetischer Widerstand", der allerdings sehr kurz ist.

Die mathematische Beschreibung des Transformators inkl. Differentialgleichungen und Ersatzschaltbild sollte bleiben. Bei komplizierten Themen braucht Wikipedia nicht zu vereinfachen. Es lesen hier auch Studenten, teilweise Professoren. Die Beschreibung kann jedoch meinetwegen ziemlich weit unten kommen. Die Einleitung sollte etwas treffender formulieren, aber die Kenntnis des Magnetkreises nicht voraussetzen.

Gruß, --Michael Lenz 03:10, 23. Mär. 2007 (CET)

Vorschalttrafo

Könnte jemand diesen Begriff hier einarbeiten?--Belitrix 10:30, 26. Jul. 2007 (CEST)

Artikel ist zu theorielastig

Diesen Artikel versteht kaum ein berufsausgebildeter Facharbeiter, Techniker oder Meister, sondern - wenn überhaupt - Fachakademiker. Man nehme sich einmal ein Beispiel an dem excellenten Artikel Kondensator (Elektrotechnik). Verglichen damit ist der Transformator Artikel Lichtjahre davon entfernt, den Wikipedia:Oma-Test zu bestehen. Ich würde vorschlagen, die gesamte akademische Theorie in einen getrennten Artikel Theorie des Transformators zu verschieben. Im übrigen ist der Artikel sehr Eisenkern-lastig. Viele Formulierungen setzen einen solchen stillschweigend voraus. -- 84.132.90.237 23:35, 4. Aug. 2007 (CEST)

Kern: Eisen vs Ferrit

Der Artikel könnte noch einen Abschnit zum Kernmaterial vertragen. Wann ist eher Eisen, wann Ferrit und wann Luft angesagt. -- 84.132.109.128 01:56, 7. Aug. 2007 (CEST)

Kernformen

Was ich vermisse, ist eine klare Auflistung der verschiedenen Kernformen. Ringkerne sind erwähnt, andere Formen tauchen in Bildern auf, sind aber nirgends systematisch mit ihren spezifischen Eigenschaften erläutert. Bei Kernen aus Blechpaketen gibt es ja wohl (Doppel-)E-Kerne und Viereckkerne (oder wie die heißen). Ich bin da kein großer Experte, kann deshalb auch nichts selbst schreiben. --PeterFrankfurt 01:20, 8. Aug. 2007 (CEST)

Dem Leser nicht verschweigen

Diese Formel kommt mehrfach (ähnlich) vor. Der Artikel ist so ausführlich. Im Text die Bedeutung von 50 bzw. 45 erläutern. $N={\frac {50\cdot 45\cdot U}{f\cdot A_{Fe}\cdot \Delta B}}\,$ --Kölscher Pitter 17:10, 15. Sep. 2007 (CEST)

Aufbau

Ich vermisse in diesem Artikel Informationen darüber, wie die verschiedenen Transformatortypen (mechanisch) aufgebaut sind. Auch die Ölkühlung, Ölzwangsumlauf usw. für größere Transformatoren sollten kurz beschrieben werden. 130.83.30.182 10:04, 8. Okt. 2007 (CEST)

Nichts wird verschwiegen

Erläuterung der Formel

$N={\frac {50\cdot 45\cdot U}{f\cdot A_{Fe}\cdot \Delta B}}\,$

Hinter 50 und 45 verbergen sich Faktoren, deren Verwendung hier wesentlich sinvoller wäre, weil sie dann auch physikalisch deutbar und damit auch verständlicher sind.

$50\cdot 45=2250\approx {\frac {\sqrt {2}}{2\cdot \pi }}\cdot 10^{4}.$

Der letzte Ausdruck ist der mathematisch exakte, der Rundungsfehler zu 2250 ist jedoch minimal.

${\sqrt {2}}$ ergibt sich aus dem Umstand, daß die magnetischen Größen (hier die Induktion) immer mit ihren Scheitelwerten angegeben werden, elektrische Größen, wie hier die Spannung, jedoch als Effektivwert.

$2\cdot \pi$ entsteht bei der Umrechnung von $\omega$ in f (Hz). $\omega =2\cdot \pi \cdot f$

$\omega$ entsteht beim Differenzieren bzw. Integrieren von $sin\omega \cdot t$.

$10^{4}$ ist notwendig, weil der Kernquerschnitt hier in cm² eingesetzt wird anstatt in m².

Übrigens, je nachdem, nach welcher Größe die Formel aufgelöst ist, findet man auch manchmal den Kehrwert von 0,225, nämlich 4,44.

--Elmil 21:39, 21. Okt. 2007 (CEST)

Artikel aufspalten

Hallo, der Artikel hat selbst bei DSL mehr als 10s Ladezeit. Der Artikel ließe sich denke ich bedenkenlos in 3 Teile zerlegen. 1. Trafo allgemein, 2. Modellbetrachtung, 3. Betriebszustände

--mik81 16:31, 2. Dez. 2007 (CET)

Verändert sich die Induktivität durch Stromentnahme aus einem Trafo?

Nein. Es verändern sich nur die Kupfer-Wirk-Verluste. Der Leerlaufstrom bleibt auch erhalten, er verschwindet nur eben hinter dem Wirkstrom, wenn man ihn mit dem Oscilloscop anschauen will. Lese bitte die lange, vorangegangene Diskussion, dann wird es klar weshalb die Induktivität sich nicht verändert. ---emeko 03. dezember 2008, 18:03

Was sagen uns die Spannungszeitflächen?

In einem schon etwas älteren Diskussionsbeitrag habe ich schon einmal darauf hingewiesen, daß das Induktionsgesetz auch in der integralen Schreibweise gilt:

$\Phi =\int _{0}^{T}U(t)\,dt;$

Diese Beziehung ist in der Weise zu interpretieren, daß der Fluß, z. B. in einer Trafospule dem Spannungs/Zeit-Integral und damit der Fläche zwischen 2 Grenzen unter dem Graph U(t) entspricht. Mit anderen Worten, die Beziehung liefert den Wert einer Magnetflußänderung in einer Spule unter dem Einfluß einer Spannungszeitfläche. Bei einem Trafo, der an einer sinusförmigen Wechselspannung hängt, ist der Fluß nichts anderes, als die Fläche unter einer Spannungshalbwelle. Dies erklärt bzw. bestätigt auch die Dimension des Flusses, nämlich Vsek. Als relevante Spannung ist stets die "innere" Spannung zu verwenden, d. h. Klemmenspannung korrigiert um die ohmschen Spannungsabfälle, die von etwaigen Strömen verursacht sind.

Entgegen der herkömmlichen Vorstellung, daß ein Magnetfluß nur von einem Magnetfeld und damit von einem Strom ausgehen kann, bietet diese Beziehung die Möglichkeit auf direktem Weg von einer Spannungszeitfläche auf einen Magnetfluß zu schließen und diesen zu bestimmen. Der besondere Reiz liegt darin, daß die Eigenschaften des magnetischen Kreises hierfür zunächst ohne jeden Einfluß sind, die Beziehung zwischen Spannungszeitfläche und Fluß ist davon unabhängig. Die praktische Bedeutung liegt darin, daß in vielen Fällen Strom und Eigenschaften des Magnetkreises zunächst unbekannt sind, die angelegte Spannung jedoch bekannt ist.

Einen Widerspruch zur herkömmlichen Betrachtung gibt es dabei nicht, denn auch dieser Magnetfluß verursacht im Kern eine magnetische Spannung, die dann als Magnetisierungsstrom in der Spule zu finden ist, jetzt jedoch nicht mehr als verursachende, sondern als abgeleitete Größe. Die Kausalkette wir in entgegen gesetzter Richtung durchlaufen oder: Es gibt eben auch einen direkten Weg ,der nach Rom führt.

Diese Deutung des Induktionsgesetzes ist von wesentlicher Bedeutung für Beurteilung und Verständnis komplexer elektromagnetischer Prozesse ( z. B. Wie funktioniert ein Trafo, was passiert beim Einschalten eines Trafos?), weil hierduch auf einfache Art unmittelbar von einer angelegten Spannung auf einen Flußverlauf geschlossen wird und von diesem dann erst via Magnetisierungskennlinie auf einen Strom, so man sich für diesen interessiert. Die Spannung in der Sekundärspule wird übrigens direkt von diesem Fluß induziert, nicht vom Magnetisierungsstrom. Den braucht man nicht, der verkommt dabei zu einem Nebeneffekt, er hat eher eine parasitäre Bedeutung.

Übrigens auch in der Magnetmeßtechnik findet diese Erkenntnis schon lange Anwendung: So beruht darauf eines der gängigsten Magnetometer-Prinzipien: Eine Suchpule in einen Magnetfluß gebracht (oder herausgezogen oder einen Dauermagnet in der Spule einfach umgedreht), die Spannung an der Spule auf einen Integrator gegeben, liefert dieser eine direkte Anzeige des Flusses.

Einen ähnlichen Diskussionsbeitag habe ich auch beim Artikel über das Induktionsgesetz platziert, denn auch dort sollte man einen diesbezüglichen Hinweis finden.

--Elmil 11:49, 5. Dez. 2007 (CET)

Beispiel Elektromagnetspule an Gleichspannung gelegt.

Hier diente bisher immer die Vorstellung, der Strom ruft das Magnetfeld hervor, als Maß der Dinge. Auch bei einem Gleichspannungsmagneten ohne Eisenkern, also nur einer Spule, fliesst der Strom nicht sofort nach dem Anlegen der Spannung in voller Höhe.

Er steigt von Null an bis zum Endwert I = U/R, nach der Funktion der Zeit Tau = L/R. Die Spannung ist also zuerst da, dann kommt der Strom. Auch hier wird die Magnetisierung durch die Spannungszeitflächen getrieben, wenn man die Spannungszeitfläche als ein Rechteck ansieht, dessen schmale Höhe durch die Spannung und dessen Breite durch die Zeit bestimmt wird.

Ab dem Erreichen des Stromendwertes nützt die längere Zeit nichts mehr, weil der Strom durch den elektrischen Widerstand der Spule begrenzt wird.

So ist es. Nur den letzten Satz würde ich anders formulieren. Aufmagnetisierend wirkt immer die innere Spannung also U-I*R. Wenn I soweit angestiegen, daß I*R=U, (also stationärer Zustand erreicht), ist die innere Spannung 0, d. h. keine Aufmagnetisierung mehr möglich. --Elmil 20:38, 5. Dez. 2007 (CET)

Achtung dazu habe ich eine andere Meinung die vielleicht ohne die innere Spannung auskommt und dann kann man den Satz so stehen lassen. Siehe weiter unten definiert.--emeko 17:45, 8.Dez. 2007 (CET)

Beispiel Elektromagnetspule an Wechselspannung gelegt.

Solange der Stromendwert durch die Spule nicht erreicht wird, die Spule also spannungseingeprägt läuft, kann man sagen, daß beim Anlegen von Wechselspannung an eine Spule, es die Spannungszeitflächen sind, welche die Magnetisierung in der Spule hin und her treiben. Der Strom ist die Projektion der Magnetisierung auf die waagerechte Achse der Hysteresekurve und eine Reaktion auf die Spannungs-Zeitflächen.

Man darf es noch klarer sagen: Ob man will oder nicht, es sind immer Spannungszeitflächen und nur die, welche die Magnetisierung bewirken. Auch im Sättigungsast kann B noch ansteigen, notfalls auch durch die Luft. Der Stromendwert wird erreicht, wenn die Spannungszeitfläche nicht mehr zunimmt, d. h. wenn die innere Spannung 0 ist. Wie bei der Gleichstromspule, wenn U=I*R. Diese Bemerkung gilt sinngemäß auch für den nächsten Absatz. --Elmil 20:53, 5. Dez. 2007 (CET)

Das ist mir zu allgemein ausgedrückt. Ich würde es so ausdrücken, dann braucht man die innere Spannung nicht und man versteht es trotzdem. "Ob man will oder nicht, es sind immer die Spannungszeitflächen und nur die, welche die Änderung der Magnetisierung bewirken. Auch im Sättigungsast des Eisenkernes kann B noch ansteigen, notfalls auch durch die Luft, solange die äußere Spannung noch größer (oder kleiner) ist als die R * I Spannung. Der Stromendwert bei DC Betrieb wird zum Beispiel erreicht, wenn die zum Magnetisieren nötige Spannungszeitfläche zu Null wird, d. h. wenn die Spannung am Ohmschen Spulenwiderstand gleich der äußeren Spannung ist. Wie bei der Gleichstromspule, wenn U=I*R. Dann ist die für die Magnetisierungsänderung nötige Spannung nämlich gleich null und die Zeit kann dann unendlich groß sein ohne daß sich die Magnetisiserung ändert. Es herrscht ein Gleichgewichtszustand der erst wieder verlassen wird wenn die äußere Spannung erhöht oder verringert wird." --emeko 17:57, 8.Dez. 2007 (CET)

Ursache und Wirkung in der Spule.

• B läuft proportional der Spannungszeitfläche U * t . Aber das tut sie nur im linearen Teil der Kurve, danach kann B nicht höher steigen.
• Beispiel Elektromagnetspule: Hier wird der Strom begrenzt durch den Widerstand R der Spule. • H läuft weiter proportional zu den Spannungszeitflächen und ist nur begrenzt durch die Stromhöhe I = U / R an der Primärspule. Die Feldstärke H ist immer proportional zum Strom I und umgekehrt.

Wer treibt die Magnetisierung? Ist es der Strom oder ist es die Spannungszeitfläche?

--Theorie zur Unterstützung der Messergebnisse--. • Die Hysteresekurve zeigt die Abhängigkeit B von den Spannungszeitflächen und die Abhängigkeit H von den Spannungszeitflächen.
• Solange der Stromendwert nicht erreicht wird, die Spule also spannungseingeprägt läuft, kann man sagen, daß beim Anlegen von Wechselspannung an eine Spule, es die Spannungszeitflächen sind, welche die Magnetisierung in der Spule hin und her treiben.
• Der Strom ist die Projektion der Magnetisierung auf die waagerechte Achse der Hysteresekurve und eine Reaktion auf die Spannungs-Zeitflächen.

Wer erzeugt den Magnetfluß in der Spule? Induktionsgesetz.

• Auf den Diskussionsseiten von http://de.Wikipedia.org/Transformator kann man verfolgen welche unterschiedlichen Theorien und Ansichten herrschen zum Thema: „Wer magnetisiert eine Spule? Die Spannungszeitflächen an der Spule oder der Strom durch die Spule?“
• Das Induktionsgesetz sagt:
• Der Fluß Phi = B * A. B ist die Flussdichte, A die Querschnittsfläche des Flusses.
• Die Flußänderung ergibt sich aus der Integration der Spannung über die Zeit.
• Der Fluß hat die Dimension: V*sek.
• Die Flußänderung induziert in einer zweiten Spule, die über der erregten Spule liegt, eine Spannung. Die Höhe Spannungen der Spulen verhalten sich zueinander wie deren Windungszahlen.
• Der Strom kommt also im Induktionsgesetz nicht vor und ist nur der Leerlaufstrom, der aber gar nicht vom Trafo übertragen wird.

Wer erzeugt den Magnetfluß in der Spule? Durchflutungssatz.

• Magnet. Durchflutung Theta = I * N hat die Dimension [A].
• Oder Theta = H * l, Feldstärke mal länge der Feldlinien.
• Vorsicht vor Verwechslung: Es ist beim Trafo hier nicht der zu übertragende Strom sondern „nur“ der Leerlaufstrom gemeint.
• Sonst müsste sich beim Trafo der plötzlich belastet wird, die Feldstärke H drastisch ändern gegenüber dem Leerlauf, was aber nicht der Fall ist, was man leicht nachmessen kann.
• Die Magnetisierung läuft bei Belastung immer noch auf der gleichen Hysteresekurve wie im Leerlauf.

Fazit: Wer hat Recht?

• Ich denke der Induktionssatz gilt als ursächlich für die Physik im Trafo, wenn man den Sonderfall: Eingeprägter Strom beiseite lässt, der nur für Stromwandler gilt.
• Wenn man beim Durchflutungssatz den Leerlaufstrom einsetzt, dann passt das Ergebnis auch zum Induktionssatz, läßt aber zu, daß der Induktionssatz ursächlich ist.
• Ganz einfach: Wie auch sonst in der Elektrotechnik: Der Strom ist immer eine Wirkung der Spannung.
--emeko 18:18, 05. Dez. 2007, (CET)

Also ich bin hin und her gerissen. Einerseits sehe ich das Induktionsgesetz Uind prop. dPhi/dt und dass man das durch Integration umkehren können muss. Andererseits ist das ja nach dem, was ich gelernt habe, die Gegenspannung, die bei Stromeinschaltung diesem entgegenwirkt. Sie ist also irgendwie nicht identisch mit der außen anliegenden/angelegten Spannung. Oder? Hmm. Zweites andererseits: Wenn man eine reale Spule mit Verlustwiderstand R betrachtet, fällt die Spannung nach Einstellung des endgültigen Stroms nicht auf 0 zusammen, sondern bleibt auf einem Endwert U=I*R stehen. Wenn ich diesen endlichen Wert aufintegriere, steigt Dein Fluss bis ins Unendliche. Irgendwie nicht realistisch. - Ich fürchte immer noch, dass bei dieser Betrachtung Spannung und Strom durcheinander gekommen sind und nur deswegen halbwegs realistische Resultate rauskommen, weil man es eben nicht mit eingeschalteten Gleichspannungen/-strömen (Sprungantworten), sondern Wechselspannungen zu tun hat, die sich nie bis in den statischen Grenzfall bewegen. Aber wie gesagt, das ist mir mittlerweile alles arg unheimlich und ich wage nicht, das hier als endgültige Weisheit zu verkünden. --PeterFrankfurt 20:19, 5. Dez. 2007 (CET)

Wenn ein Phänomen A (die primärseitige Spannung an einem Trafe) einem Naturgesetz entsprechend immer mit einem Phänomen B (dem primärseitigen Magnetisierungsstrom) zusammen auftritt - welches Phänomen ist dann bloß die für ein Phänomen C, das aus beiden gleichermaßen folgt? Die Diskussion ist doch offenbar müßig. Michael Lenz

Nur die innere Spannung wird aufintegriert:

Die Spannung U=R*I darf nicht aufintegriert werden, nur die Differenz zwischen U angelegt und U = R * I darf auf integriert werden. Wenn U angelegt gleich R * I dann wird Null aufintegriert und da kommt Null heraus, was bedeutet, daß der Magnetfluß nicht weiter wächst.--emeko 18:06, 8.Dez.2007 (CET)

Na bravo, Emeko. Genau diese Differenz wird in der Spule durch den Flußanstieg induziert und liegt als Gegenspannung im Primärstromkreis. Denk immer an die Kirchhofsche Regel. Die Summe aller Spannungen in einem Stromkreis (=Masche) muß zu jedem Zeitpunkt 0 (in Worten: null) sein. Weitere Stellungnahme dann weiter unten. --Elmil 19:14, 9. Dez. 2007 (CET)

Zum 1. Einwand: Wenn man Spannung an eine Spule legt, steigt mit der wachsenden Spannungszeitfläche der Fluß und dieser induziert auch in der erregenden Spule (so wie auch in einer Sekundärspule) eine "Gegenspannung", lieber würde ich sagen eine Spannung, die der Speisespannung entgegensteht und die ist identisch mit der speisenden Spannung abzüglich I*R. Dieser Vorgang ist ja gerade dafür verantwortlich, daß im Erregerkreis der Strom nicht dem ohmschen Widerstand entsprechend steigt, sondern gerade mal auf den Wert des Magnetisierungsstromes begrenzt bleibt. Induktion und Selbstinduktion ist eigentlch der gleiche Vorgang, ich würde das auch nicht so unterscheiden, wie das in Lehrbüchern oft geschieht. Noch eine Bemerkung: Einen Strom durch eine Spule einschalten wie eine Sprungfunktion, geht gar nicht. da müßtest Du eine unendlich hohe Spannung anlegen, damit Du in der Zeit 0 auch eine entsprechende Spannungszeitfläche bekommst.

Ich redete hier von einer angelegten Gleichspannung in Sprungform, das kann ich auf jeden Fall. Und warum ich Gegenspannung sage, ist, dass sie eben schon in der Primärspule (oder der einzigen Spule, wenn gar keine sekundäre da ist) wirkt, und die induzierte Spannung in der Sekundärspule nochmal ein eigenes Kapitel ist. --PeterFrankfurt 23:45, 5. Dez. 2007 (CET)

Da habe ich den Begriff "Stromeinschaltung" falsch gedeutet. Wenn Du damit Spannung gemeint hast, ist alles ok.

Der Flußanstieg induziert in allen Spulen die gleiche Spannung, wie Du sie nennst, ist egal. Wir sprechen hier übrigens immer von der Windungsspannung, sozusagen alles normiert auf 1 Windung. --Elmil 10:44, 6. Dez. 2007 (CET)

Zu den Bedenken 2. Art: Da ist noch ein kleiner Denkfehler. Aufmagnetisieren kann nur eine Spannungszeitfläche, die von der inneren Spannung gebildet wird und die ist beim Aufmagnetisieren immer U-I*R. Im stationären Zustand ist U=I*R, die innere Spannung also 0 und deswegen ist der Flußanstieg zu Ende. Ich bin gern bereit, alles auch noch genauer zu erklären. Nur will ich mich jetzt auch immer kurz fassen, lange Würmer werden nicht so gern gefr...Nix für ungut:--Elmil 21:39, 5. Dez. 2007 (CET)

Also das mit der "inneren Spannung" ist ein mutiges Konzept. Ich unterscheide ja auch zwischen angelegter Spannung und gegeninduzierter Spannung, aber in den Lehrbüchern habe ich diese innere Spannung noch nicht gesehen. Wenn die wirklich Deine "Entdeckung" sein sollte, dann kann ich Dir nur von meinen Erfahrungen berichten, wie man mir in der WP verbotene "Theoriefindung" vorwarf und das alles gleich wieder gelöscht hat. --PeterFrankfurt 23:45, 5. Dez. 2007 (CET)

Eine Antwort darauf mit weiterführenden Erläuterungen findest Du etwas weiter unten. Gruß --Elmil 22:21, 6. Dez. 2007 (CET)

A propos hin und hergerissen: (Laß Dich doch mal hinreißen mir zu mailen.) Der Fluß kann nicht bis ins unendliche steigen, auch wenn die Spannung ewig lange ansteht an der Spule, weil die Strom-Sättigung wegen dem Spulenwiderstand eintritt, erkennbar am sich nicht mehr ändernden Strom. Auch bei angelegter Gleichspannung kann man das so sehen, sobald die Gegenspannung gleich null ist, weil der Fluß sich nicht mehr ändert. Auch hier wird wohl Ursache und Wirkung verwechselt. Das ist bei einer Spule mit oder ohne Eisenkern dann dasselbe. Sättigung ist Sättigung und bedeutet beim AC Betrieb, daß sich das Magnetfeld, durch die Spannungszeitflächen getrieben, nicht mehr ändern kann. Es bedeutet beim DC Betrieb, daß nun der Strom gesättigt ist, weil er durch den Widerstand begrenzt ist.

Einen Strom in eine Spule einprägen, mit sehr hoher Bürdenspannung macht man übrigens durchaus in der Technik, wenn man ganz schnell ein hohes Magnetfeld braucht, zum Beispiel bei Schrittmotoren für hohe Schrittfrequenzen.

Zu den Bedenken zweiter Art: Ich denke hier ist Elmil aus Versehen an das Ufer der Stromlobby gewechselt. Die Gegenspannung ist doch erst die Reaktion auf die von außen angelegte Spannung und nicht deren Ursache. Die Gegenspannung tritt zwar quasi gleichzeitig auf, ist aber ohne die von außen angelegte Spannung nicht vorhanden. Die Gegenspannung entsteht nur durch das Ändern der Magnetisierung und lebt auch nur solange sich die Magnetisierung ändert, ist aber eigenlich ein Konstrukt. Hat eigentlich schon mal jemand die Gegenspannung gemessen??? Ich kenne keinen und weiß auch nicht wie man diese messen oder indirekt nachweisen könnte. Brauchen wir deshalb überhaupt die Gegenspannung?

Also nochmal: Wenn die "Sättigung" berücksichtigt wird, ist es verständlich, daß eine unendlich große Spannungszeitfläche keinen unendlich großen Magnetfluß verursachen kann. Dann kann man beide Fälle, die Spule bei DC und bei Ac-Betrieb gleich behandeln und kann sehen, daß der Strom immer die Wirkung und nicht die Ursache ist. Aber Achtung die Luft ist nicht sättigbar. Hier ist es der Strom der gesättigt ist oder sättigend wirkt, bei der mit DC betriebenen Spule durch deren Widerstand. Man kann das aber auch immer noch so ansehen, daß der Strom eine Wirkung der Spannungszeitflächen ist. Auch eine Spule mit Eisenkern die bei einer viel zu kleinen Frequenz betrieben wird zeigt dann die Sättigung des Stromes, nachdem das Eisen in Sättigung gegangen ist steigt der Strom bis auf einen Wert U/R. Siehe auch der Einschaltvorgang, der dann genauso daraus abgeleitet werden kann.

Die unterschiedlich hohen Magnetisierungsströme bei verschiedenen Spulenkernen, mit Luftspalt oder ohne, als Reaktion auf die von außen angelegte SPANNUNG, im Dauerlauf und beim Einschalten und deren Einwirkungszeit sagen doch genug aus um die Zusammenhänge zu verstehen.

Durch diese Diskussion und das lesen eurer wertvollen Argumente in Zusammenhang mit meinen Erkenntnissen, bin ich jetzt scheinbar "plötzlich " zu dieser Einsicht gekommen. Man denkt über alles nach und bekommt wieder eine neue Sicht.

Messt doch endlich mal die verschiedenen Spulen durch, wie ich es vorschlage in meinen Aufsätzen. Gerne sende ich euch diese zu, nur brauche ich dazu eure mail adresse. Meine lautet: info@emeko.de. Ich will aber weiterhin mit Euch nur öffentlich diskutieren. Wenn es nicht soviel Arbeit machen würde, würde ich meine Messkurven hier in die Diskussion stellen oder geht das überhaupt?--

emeko 12:44, 06. Dez. 2007 (CET)

Hallo PeterFrankfurt, hallo Emeko, vielleicht ist der Begriff innere Spannung nicht üblich. Gemeint ist die induzierte Spannung, manchmal spricht man auch von der EMK. Bezeichnet wird sie oft mit U mit Index i. Mag das i induziert heißen, ich habe halt "innere" daraus gemacht, entsprechend der Vorstellung, daß sie in der Spule entsteht im Gegensatz zu der außen angelegten Spannung. Sie ist übrigens unabdingbar, weil ohne sie die Maschenbedingung (Summe aller Spannungen in einer Masche =0) nicht erfüllt wäre und was ihre Existenz anbelangt, so kann es keine Zweifel geben. Sie wird induziert, weil sich auch in dieser Spule eben der Fluß ändert (U=dphi/dt).

Wichtig ist, daß es in diesem Magnetisierungsstromkreis 3 Spannungen gibt.

1. Die (äußere) Klemmenspannung, meßbar an den Klemmen.

2. Die innere (induzierte) Spannung, die der äußeren entgegensteht, deshalb auch Gegenspannung genannt. Sie ist nur indirekt meßbar, z. B. über eine Parallelwicklung, die vom gleichen Fluß durchsetzt ist.

3. Den ohmschen Spannungsabfall, ebenfalls meßbar.

Für diese 3 Spannungen gilt:

1. Die Summe dieser 3 Spannungen muß zu jedem Zeitpnkt 0 sein (Maschenregel).

2. Der Fluß entspricht der Spannungszeitfläche der induzierten Spannung.

Daraus läßt sich nun ableiten:

1. Der Fluß steigt an, solange die Spannungszeitfl. steigt. Das ist so, Emeko. Daran ändert auch Deine Beschwörung der Sättigung nichts. Zum einen gibt es die Sättigung in dieser Absolutheit nicht, da jeder Magnetwerkstoff auch im Sättigungsast noch einen Restinduktionshub hat, wenn auch mit stark progressiv wachsendem Mag. Strombedarf und zum zweiten, selbst wenn dem nicht so wäre, geht der Fluß eben durch die Luft und steigt dort weiter an, dann eben auch mit hohen mag. Strom (in Luft gilt ca. 8000 A/cm für 1 Tesla).

Welche Polarität hat die innere Spannung?

Da ist mir was aufgefallen: Wenn die innere Spannung gleich groß und gleich gepolt währe wie die Spannung die an der Parallelwicklung messbar ist, siehe oben, zum Beispiel an einer gleich großen Sekundärwicklung, dann müsste diese Spannung der angelegten Spannung an der Primärwicklung, dann um 180 Grad entgegen stehen. Das ist aber nicht der Fall, denn die Primär und Sekundär Spannungen sind gleichphasig bei gleichem Wicklungssinn und wenn vom gleichen Fluß durchsetzt. Das kann man nachmessen. Da die innere Spannung also gleich gepolt ist wie die angelegte Spannung kann sie Ihr nicht entgegenstehen und würde sich dazu addieren, was ja auch nicht der Fall sein kann. Also ist die innere Spannung für mich nur ein Konstrukt das gleich null ist, das ich gerne vermeiden möchte, wenn es auch ohne sie geht. SIe ist für mich ein unnötiger Platzhalter, der seit "100 Jahren" in den Büchern steht.

Ich habe weiter oben schon am Beipiel der Gleichspannungsspule erklärt: Wenn die R * I Spannung gleich der äußeren Spannung ist, dann ändert sich die in der Spule wirkende Spannung nicht mehr, sie ist dann gleich null und es wird auch bei langer Zeit keine höhere Magnetisierung mehr erzeugt. Dazu brauche ich keine innere Spannung um das zu definieren. Ich sage: Die Differenz zwischen der äußeren Spannung und der R * I Spannung mal der Zeit treibt die Magnetisierung. (Das ist eigentlich die innere oder besser die "wirkende Spannung" die aber nicht der angelegten Spannung entgegensteht wie Elmil und die Lehrbücher es behaupten.) Ist die Differenz gleich Null, spielt die Zeit keine Rolle mehr. Das wird auch PeterFranfurt versöhnen.--emeko 18:14, 8.Dez. 2007 (CET)

Ist die innere Spannung die Differenz der angelegten minus der R * I Spannung oder ist es die Selbstinduzierte Spannung?

den Absatz oben würde ich ändern in: Der Fluß steigt an, solange das Produkt aus der Differenz zwischen der angelegten Spannung und der R * I Spannung und der Zeit(fläche stand hier, ist aber falsch), steigt. Das sagst du ja auch so im nächsten Satz, wobei du die innere Spannung dann gar nicht mehr brauchst. (Die innere, oder selbst induzierte Spannung ist etwas, das sich Lernende nur schwer vorstellen können. Das war schon im Physikunterricht für alle eine unüberwindliche Hürde. Man muß es auswendig lernen und dagegen hab ich was. Ich stelle mir lieber vor was passiert oder messe es gerne nach.) Den nächsten Absatz unterschreibe ich voll und ganz.--emeko 18:24, 8.Dez. 2007 (CET).--emeko 10:52, 10. Dez. 2007 (CET)

2. Zu Ende ist die Aufmagnetisierung regelmäßig dann, wenn die Spannungszeitfläche nicht mehr wächst. Dies ist bei Wechselspannung der Fall, wenn die Halbwelle zu Ende ist oder vorher, wenn der ohmsche Spannungsabfall den Augenblickswert der äußeren Spannung erreicht (was bei Sättigungsvorgängen schnell der Fall sein kann). Dann ist die induzierte Spannung 0, was auch bedeutet, daß die Sp. zeitfl. nicht mehr wächst. Bei Speisung mit Gleichspannung gilt immmer der letztgenannte Fall. Mit anderen Worten: Der Spannungsabfall am ohmschen Widerstand sorgt dafür, daß der Flußanstieg immer einen stabilen Endzustand findet.--(Das hat Elmil geschrieben.)

So müßte das jetzt passen, für weiteren Diskussionsbedarf stehe ich gerne zur Verfügung.

Vielleicht darf ich noch bemerken, daß es sich hier zunächst um kein mutiges Konzept handelt, sondern um ein sehr bewährtes. Es ist auch nicht von mir erfunden. Für Insider gehört es zum Einmaleins der Elektrotechnik. Ich weiß aber auch, daß man damit zuweilen ein ganzes Semester Pysikstudenten flachlegen kann, manchmal sogar einschließlich Professor. So gesehen ist es dann doch mutig, damit unter die Menschheit zu treten und ich bin mir dessen wohl bewußt.

Der "unerlaubten Theoriefindung" kann ich noch die "unabhängige Verifizierung" hinzufügen, ich sähe beidem mit Gelassenheit entgegen.

Noch ein Wort zu Dir Emeko. So sehr ich mich freue in Dir einen Mitstreiter gefunden zu haben, der in wesentlichen Ansätzen auf der gleichen Wellenlänge sendet, so gemischt sind dann doch auch die Gefühle, wenn ich Deine spontanen Gedankeneruptionen (bitte dies nicht übel nehmen)zu lesen bekomme. Auch Dir sind noch nicht alle Feinheiten geläufig und in Anbetracht des großen Kreises von Skeptikern, die uns umgeben, kann da so manches unüberlegt dahin gesagte recht schnell kontraproduktiv für unsere Sache sein. Mit freundlichen Grüßen --Elmil 21:59, 6. Dez. 2007 (CET)

Hallo Emeko! Du hast immer noch Probleme mit der induzierten (inneren) Gegenspannung im Erreger- oder auch Primärkreis. Bevor Du jetzt zur Bücherverbrennung schreitest, mach ich noch einen letzten Versuch es zu erklären. Du sprichst von 180° Phasenverschiebung. Bei Wechselspnnungen ist das praktisch eine Umpolung, laß uns deshalb lieber von Polaritäten sprechen. Es völlig richtig, Speisespannung, und die Spannungen an allen Spulen sind gleich gepolt (gleichphasig). Wenn Du jetzt den ges. Speisestromkreis (Primärkreis) betrachtest,-- hier fehlt jetzt eine Skizze, so etwas kann ich noch nicht -- und Du fährst mit dem Finger durch den Stromkreis, so wie der Strom fließt, dann kommt er z. B. bei Plus aus dem Netz, geht durch einen ggf. vorhandenen Vorwiderstand, verursacht dort einen Spannungsabfall (+ auf der Netzseite) und fließt dann bei + in die Primärspule. Wenn er bei + eintritt, fließt der Strom gegen die dort induzierte Spannung. Bei Minus kommt der Strom dann wieder aus der Spule und fließt bei Minus wieder ins Netz, dort dann mit der Spannung wieder Richtung +. Das ist wie beim Zusammenschalten von 2 Batterien ev. auch mit Widerstand dazwischen. Aus der mit der höheren Spannung kommt der Strom bei + heraus und fließt bei + in die mit der geringeren Spannung hinein gegen deren Spannung. In dieser Art Zusammenschaltung subtrahieren sich die Spannungen (wenn Du den Kreis auftrennst und mit einem Voltmeter an die beiden Drahtenden gehst, mißt Du die Differenz. Auch daraus ergibt sich die Spannungen sind gegeneinander geschaltet.

Also: Gleichpolig verbundene Spannungen in einem Stromkreis stehen sich entgegen.

Wird die innere Spannung durch die Selbstinduktion erzeugt oder ist sie einfach nur die Differenz der Angelegten Spannung minus der R * I Spannung?

Hallo Elmil, natürlich meine ich, daß die induzierte Spannung gegenpolig sein muß, wenn es sie gäbe. Das mit der Gegeneinanderschaltung der Spannungen habe ich schon verstanden. Du oder die Regel übergibst die Magnetisierungsarbeit an die innere Spannung, mal der Zeit. Du schreibst weiter oben, am 6.12.07, Du glaubst daß die innere Spannung an einer zweiten Spule messbar sein muß. Da sie ja gegenpolig zur angelegten Spannung sein muß, währe sie aber dann an der zweiten gleichsinnig gewickelten Spule auch gegenpolig zur äußeren, angelegten Spannung messbar. Damit begründe ich ja mein Argument, daß es die innere Spannung gar nicht wirklich gibt, weil sie nicht gegenpolig sondern nur gleichpolig messbar ist.--emeko 10:40, 10. Dez. 2007 (CET)

Ist ja richtig,die induzierten Spannungen sind alle gleichpolig zur Netzspannung, auch die in der Primärwicklung, sie wirkt aber im Primärstromkreis der Speisespannung entgegen, was sich ja aus meiner Fingerwanderung ergibt.--Elmil 13:28, 10. Dez. 2007 (CET)

Hallo Elmil, da sehe ich einfach einen Widerspruch: Du sagst oben die induzierten Spannungen sind alle gleichpolig, auch im Primärkreis. Sie wirke aber im Primärkreis der Speisespannung entgegen. Merkst Du nicht, daß Du damit eine unbegründbare Annahme machst? Wie soll etwas entgegenwirken, wenn es gar kein entgegenwirkendes Vorzeichen hat?--emeko 17:40, 10. Dez. 2007 (CET)

Innere Spannung?

Da gehst Du in Deiner Antwort am 9.12. gar nicht drauf ein.- Ich meine, Du brauchst die innere Spannung auch nicht, siehe unten. Gut, daß Du folgendes gemerkt hast: Ich schrieb am 8.12.07: "Der Fluß steigt an, solange das Produkt aus der Differenz zwischen der angelegten Spannung und der R*I Spannung und der Zeitfläche steigt. Die "Fläche" ist hier zu viel, sie ist ja schon das Produkt. Es muß heißen: "Der Fluß steigt an, solange das Produkt aus der Differenz zwischen der angelegten Spannung und der R*I Spannung und der Zeit steigt. Sorry! Ich will damit sagen, daß die Spannungszeitfläche solange zunimmt wie die angelegte Spannung größer ist als der ohmsche Spannungsabfall. Damit hat man den DC Spulen und AC Spulen Fall zusammen erklärbar gemacht.

Zum Abschnitt unten: Wenn die Speisespannung und der Spannungsabfall gleich sind, das ist der DC-Spulenfall im Endstadium und auch der schlechte AC-Spulen-Einschaltfall, dann muß Ui gleich Null sein. In der Zeit davor, wenn nach dem Einschalten einer DC Spule U noch größer ist als R*I, ist es genau die positive Differenz, welche über die Zeit aufintegriert wird und damit den Fluß treibt. Diese einfache Logik in Verbindung mit der von Dir gemachten Aussage mit Messbarkeit der Inneren Spannung an einer zweiten Spule, bringt mich zum Schluß, daß das Konstrukt der inneren Spannung gar nicht nötig ist. Es ist nur ein theoretisches Spiegelbild der Differenz von U-R*I, wobei aber ihr Vorzeichen negative Spannungszeitflächen für positive äußere Spannungshübe ergäbe, was nicht richtig währe.--emeko, 10:01, 10.Dezember, 2007 (CET)

Du argumentierst oft mit dem Fall, daß die Speisespnnung U und der Spannungsabfall I*R bereits gleich sind, dann ist Ui natürlich 0 und dann scheinbar überflüssig. Es ist aber grundfalsch daraus den Schluß zu ziehen, daß man sie nicht braucht. es muß zu jedem Zeitpunkt gelten:

U= Ui+ I*R, oder U - Ui - I*R = 0;

Bei einer Gleichstromspule z. B. ist im Einschaltaugenblick U = Ui, weil I*R = 0 ist. Deswegen ist hier die aufmagnetisierende Spannung auch nicht konstant wie die Speisespannung, sondern sie fängt mit der Speisespannung an und nimmt mit steigendem Strom laufend ab (der Verlauf entspricht im Prinzip einer Funktion 1 - e exp t/T; wobei T = L/R ;). Das sieht aus, wie ein Spannungssprung mit einem Kometenschweif. die Zeitfläche dieser Spannung, das ist der Fluß, der bei dieser Aufmagnetisierung entstanden ist.--Elmil 13:45, 10. Dez. 2007 (CET)

Ist der Begriff: Innere Spannung nötig?

Das im Abschnitt oben gesagte ist meiner Meinung nach völlig richtig. Aber auch hier ist Ui unnötig. Nimm doch die Differenz zwischen U und R*I als die Zeitflächen bildende Spannung, dann passt die Formel genauso und die Vorzeichen stimmen.--emeko, 10:01, 10.Dezember, 2007 (CET)

Ist ja richtig, Ui ist die Differenz zwischen U und R*I, aber dann laß diese Spannung auch als solche existieren. Ohne sie würde dann für den Primärkreis gelten U=R*I. Das kann aber wohl nicht sein, da kannst statt dem Trafo gleich ein Stück Draht nehmen, dann stimmts.--Elmil 13:45, 10. Dez. 2007 (CET)

U = R*I würde ja nur gelten, wenn zum Beispiel bei der Luftspule der stationäre Zustand eingetreten ist, wo der Strom nicht mehr steigen kann, weil eben U=R*I ist. Beim Trafo im Leerlaufbetrieb ist R*I sehr klein, weil Du wie gesagt für das I den Leerlaufstrom nehmen mußt!!! Mit dem von Dir oben gesagten: ist ja richtig..... und dem von mir eben bemerkten wird immer klarer, man braucht Ui nicht. Von wegen ein Stück Draht nehmen: Wenn Unetz = R * I ist dann ist das wirklich wie bei einem Stück Draht, allerdings mit der Länge der Kupferwicklung,um exakt beim gleichen Modell zu bleiben, denn Dein Vergleich entspricht dem Anlegen einer Gleichspannung an den Trafo. Ich finde es übrigends sehr spannend wie wir uns asymptotisch einander annähern.--emeko 17:50, 10. Dez. 2007 (CET)

Das wärs dann für jetzt und heute, falls was unklar, bitte melden.

Wer treibt die Magnetisierung?

Jetzt hab ich doch noch was.

"Der Fluß steigt an, solange das Produkt aus der Differenz zwischen der angelegten Spannung und der R*I Spannung und der Zeitfläche steigt. Ein Produkt aus einer "Spannung" und einer "Zeitfläche", das versteht kein Mensch, es macht auch keinen Sinn. Deswegen nenne ich es dann eine spontane Gedankeneruption. Da gäbe es noch mehr, ich möchte aber nicht Oberlehrer spielen, der mit dem Rotstift rumläuft. Lies Deine Texte selbst, oder laß sie jemand lesen, der so halbwegs vom Fach ist. Noch eine Bitte: Wenn Du Kommentare in Texte anderer setzt, wogegen im Prinzip nichts spricht, es belebt u. U. die Diskussion, dann deutlich eingerückt, nicht zu lang und an eine passende Stelle, d. h. z. B. nicht mitten in eine Aufzählung. Sonst erschwerst Du das Lesen des Orginaltextes unnötig. Vielleicht ist es möglich, da noch etwas zu korrigieren.--Elmil 21:28, 9. Dez. 2007 (CET)

Siehe oben habe ich dazu schon meine Meinung gesagt und den Fehler mit der "Fläche" korrigiert. Leider hab ich niemanden der genügend vom Fach ist zum Texte Kritik lesen. Ich finde das machst Du doch auch sehr gut. P.S. Gehe bitte in deiner nächsten Antwort auf die Messbarkeit der inneren Spannung ein, -Polarität!-. Noch ein Beispiel zur Erkärung des Ummagnetisierens: Beim Ummagnetisieren eines Ringkerntrafos durch die Wechselspannung innerhalb des senkrechten Teiles der Hysteresekurve, also mit zum Beispiel nur 60 % der Betriebsspannung, fließt so gut wie kein Strom. - Weniger als 1 Milliampere bei einem 230V, 1kVA Ringkerntrafo.- Es entsteht dashalb auch kaum eine R*I Spannung. Du meinst, damit es jetzt nicht zu einem großen Strom kommt, muß die innere Spannung genauso groß und entgegengesetzt zur treibenden Spannung sein. Ich meine, die treibende Spannung alleine magnetisiert zusammen mit der Zeit das Eisen um und verbraucht damit die Spannungszeitfläche. Der hohe induktive Widerstand kommt doch daher, daß sich die Eisenteilchen im Ringkerntrafo so leicht ummagnetisieren lassen und dafür die Spannungszeitflächen brauchen ohne daß ein nennenswerter Strom dazu nötig ist.-Jedes Teilchen verbraucht eine kleine Spannungszeitfläche.- Da gibt es übrigends zwischen drin Stellen wo es schwerer geht, also hakt, siehe die Barkhausenschen Sprünge, die man sichtbar und hörbar machen kann. Sie äußern sich als verzitterte Hysteresekurve. Du sagst doch auch, nur die Spannungszeitflächen magnetisieren das Eisen um. Für mich ist die innere Spannung aber nur ein unnötiges Spiegelbild der treibenden SPANNUNG MINUS DER R*I Spannung. Bring mir ein gutes Argument weshalb man die innere Spannung unbedingt braucht und weshalb meine Ansicht, sie wegzulassen, falsch ist. Vom Lehrbücher verbrennen halte ich nichts, aber vom Lehrbücher korrigieren schon. Siehe auch das beste Einschalten eines Trafos im Scheitel der Spannung, das überall noch in den Lehrbüchern steht und Erwiesener Maßen völlig falsch ist und nur für den idealen Trafo ohne Remanenz gilt. Das hat mir den Respekt genommen.--emeko, 10:39, 10.Dezember, 2007 (CET)

Immer noch: Wer treibt die Magnetisierung?

Also allerletzter Anlauf. Wir nähern uns der Wahrheit jetzt von 3 Seiten:

1. Du kennst das ohmesche Gesetz U=R*I. Nehme bitte einen Trafo, messe den Wicklungswiderstand der Primärwicklung und berechne aus der Primärspannung und dem Widerstand den Strom aus der Gleichung I=U/R. So wie du sagst, ist ja in dem Kreis sonst nichts. Vergleiche das Ergebnis mit dem Strom der wirklich fließt und erkläre die Diskrepanz.

zu 1. Aber hallo! Nimm doch bitte den Leerlaufstrom für die Bildung von R*I und nicht den Nennstrom oder wie in deinem Beisspiel oben den Kurzschlusstrom. Wir sind hier beim Leerlaufenden Trafo. Die Magnetisierung hängt ja nicht von der Last ab. Wir wollen hier nur die Magnetisierung erklären. Mit dem Leerlaufstrom sieht es viel besser aus. Da bleibt dann wirklich fast die ganze Netzspannung zum ummagnetisieren auch ohne Ui übrig.--[[Benutzer:emeko 17:00, 10. Dez. 2007 (CET)

Ich habe nur Deine Behauptung umgesetzt, daß es in dem Primärkreis nur die Speisespannung und den Widerstand gibt und sonst keine Spannung und dann ganz formalistisch aus Spannung und Widerstand den Strom ausgerechnet. Was dann rauskäme ist eben Mist. Damit eben nur der Magnetisierungsstrom rauskommt (wie Du ganz richtig forderst) muß in dem Kreis noch eine Spannung versteckt sein, nämlich die in der Spule induzierte Gegenspannung Ui , sonst geht die Rechnung nicht auf. --Elmil 20:39, 10. Dez. 2007 (CET)

Hallo Elmil, meine Kommentar hierzu steht weiter unten, beim Datum: 12. Dez. 2007.--[[Benutzer:emeko 17:38, 12. Dez. 2007 (CET)

Wo ist die versteckte Spannung?

Ich habe deine Fingerregel beherzigt und Deinen Messversuch aufgebaut, durchgemessen, eine Zeichnung als: Trafo-grundl-1.png gemacht, die ich unten dargestellt habe. In dem Bild habe ich die mit dem Oczi gemessenen Spannungen eingetragen. Die Spannung nach dem Vorwiderstand an der Primärspule, die Sekundärspannung, laufen alle synchron mit dem DC +Sprung am EIngang, also vor dem Vorwiderstand. Nur beim Ausschalten sieht man schön die Selbstinduzierte negative Spannungsspitze an der Primär und Sekundärspule. Fazit:Du hast wohl einfach ein Zählpfeil Problem. Die Angelegte Spannung vor dem Vorwiderstand hat die Pfeilspitze oben bei Plus. Die treibende Spannung an der Primärspule hat die Pfeilspitze oben bei Plus, Die Spannung am Vorwiderstand hat die, Pfeilspitze links bei plus. Alle Spannungen heben sich auf im Primäkreis. Aber die Induzierte, bei Dir die versteckte Spannung ist nicht zu finden. Wie soll sie auch, es doch wohl nur eine konstruierte Hilfsgröße?--emeko 17:05, 11.dez. 2007 (CET)

Jetzt liegt es nur noch an der richtigen Interpretation dessen was Du gesehen hast: Die treibende Spannung ist die Speisespannung U=const.(es müßte eine konstante Gleichspannung sein, wenn das Netzgerät nicht eingebrochen ist). Dann kommt der Spannungsabfall am Vorwiderstand, der langsam ansteigt, wie der Strom. Und die Spannung an der Primärspule, ist genau die, die wir suchen, die induzierte Spannung. Du nennst sie "treibende", eine Bezeichnung, die eigentlich der Netzgerätespannung zukommt. Aber immerhin, sie steht für das dphi/dt im Kern, sie hinterläßt Spuren in allen Spulen, die vom gleichen Fluß durchsetzt sind, weil dieses dphi/dt eben auch dort, wie in der Primärspule selbst, die gleiche Spannung induziert. Schlußendlich gilt noch: ihre Zeitfläche steht für den Fluß im Kern. Es müßte ein "Impuls" sein, der mit einer steilen Flanke in Höhe der Speisespannung beginnt und dann gegen 0 abfällt. Du hast das Rätsel gelöst, ohne es zu merken. Ich habe kein Zählpfeilproblem Den ganzen Polaritätswirrwarr habe ich schon einmal zu klären versucht, als ich mit dem Finger durch den Stromkreis gewandert bin und alle Polaritäten genau beschrieben habe. Man hätte es nur lesen müssen. MfG --Elmil 22:19, 11. Dez. 2007 (CET)

2. Du kennst das Induktionsgesetz U=dphi/dt. Es gilt bekanntlch in beiden Richtungen. Das bedeutet, legt man an eine Spule A eine Spannung U1, so steigt im Spulenkern der Fluß mit der Geschwindigkeit dphi/dt und in jeder anderen Spule B, C,.., die um den gleichen Kern geht, wird durch dieses dphi/dt eine Spannung U1 induziert und zwar absolut simultan. Nenne mir einen Grund, warum dieser Vorgang nicht auch für die Spule A gelten soll? Kann es sein, daß das Induktionsgesetz um die Spule A einen Bogen macht? Es kann natürlich nicht sein. Auch in Spule A wird die Spannung U1 induziert, sie steht der angelegten Spannung entgegen. Solange beide gleich sind (z. B. im ersten Augenblick), verhindert diese Spannung, daß Strom fließt. Im Fall der Spule A spricht man dann von Selbstinduktion, so stehts in vielen Pysikbüchern. Sag jetzt bitte nicht, daß Du auch daran nicht glaubst, weil es da drin steht. Ich selbst halte nicht viel von dieser Unterscheidung Selbstinduktion und Induktion. Es ist aus dem Blickwinkel des Induktionsgesetzes ein und derselbe Vorgang.

Hallo Elmil. zu 2. Die treibende Spule verursacht die Induktion, die getriebenen Spulen erfahren die Induktion. Warum soll die Verursachende sich gleich wieder selber das Wasser abgraben? Nur weil es bisher so in den Büchern steht muß es ja nicht für alle Zeit stimmen. Die Betrachtungsweise von mir ist ja auch Neuland. Was ja auch dadurch bewiesen wird, daß Du als ausgewiesener Fachmann ein Problem damit hast, weil gelernt ist gelernt.

Es gibt keine treibende Spule und keine getriebene, das ist Unsinn und es gräbt auch keiner dem anderen das Wasser ab. Lies endlich mal meine Beschreibung des Induktionsvorganges. Es gibt nur ein dphi/dt, das durch das Anlegen einer Spannung erzeugt wird und simultan wieder eine solche erzeugt, in allen Spulen. Beim Induktionsvorgang kann und darf man Ursache und Wirkung nicht trennen.Bemühe Dich endlich mal die Sache zu verstehen und nicht immer die Sache nicht zu verstehen. Es macht auch keinen Sinn, immer wieder neue Gerüchte zu erfinden ("das Induktionsgesetz gilt nur für den Ausschaltvorgang"). Wenn du alle meine Erklärungen konsequent verifizieren würdest, müßte längst alles klar sein. Zur Hälfte hast Du ja die Spannung Ui längst anerkannt, denn Ihre Zeitfläche darf bei Dir ja den Fluß schon generieren, nur Du weigerst Dich anzuerkennen, daß das damit verbundene dphi/dt eben auch eine Spannung induziert. --Elmil 21:14, 10. Dez. 2007 (CET)

Weshalb muß die Primärspule sich selber induzieren, mit dem Magnetfluß den sie selber erzeugt?

Ich finde schon, daß die Primärspule die treibende Spule ist. Natürlich gräbt die Ui der Utreib nicht das Wasser ab, weil es Ui gar nicht gibt. Daß die Primärspule sich selber induziert ist eine Theorie die irgend jemand mal aufgestellt hat und alle auswendig lernen müssen, die aber nicht zu beweisen ist. Sonst würden wir hier nicht seitenlang streiten und Du könntest mit einem Satz die Unklarheit aus der Welt schaffen. Bei mir ist Deine Ui die U treib, die in der Primärspule den Fluß treibende Spannung. Zuvor sagte ich: die Differenz aus Angelegter Spannung und R * I Spannung, was das gleiche ist. Bei dir müsste die Ui aber laut Induktionsgesetz ein negatives Vorzeichen haben, das Du jetzt nicht mehr mitführst, weil sonst die Sekundärspannung negativ sein müsste. Uind = - N * dphi / dt. So steht es in Wkipedia unter Elektromagnetische Induktion.

Ich erkläre die "Induktive Bremse" für welche Du die Ui brauchst, mit dem Verlauf der Hysteresekurve, wieder am liebsten beim Ringkerntrafo wegen der fast Stromfreiheit im senkrechten Ast. Dort bewirkt die Spannungszeitfläche, gebildet aus Utreib und der Zeit einer Halbwelle, die Ummagnetisierung des Kernes ohne nennenswerten Stromfluß, die Spule bleibt also hochohmig auch ohne daß Ui entgegenwirkt. An dieser Stelle der Hysteresekurve gehört zum Magnetfluß eben kaum ein Strom, was einen hohen Induktiven Widerstand ergibt. Induktiv, weil der Strom der Spannung um 90 Grad nacheilt.

Es ist auch einfach unlogisch, daß die Spannungszeitflächen, welche die Magnetisierung im Trafo Kern ursächlich bewegen, also die Änderung der Induktion bewirken und damit in Folge die Selbstinduktion bewirken sollen, also die Ursache der Selbstinduktion sind, sich gleich wieder selber entgegenwirken sollen. Das erscheint mir einfach als konstruiert. Ok, es ergibt in der Formel und im Kirchhoffschen Kreis die richtige Lösung, aber man kann es sich nicht vorstellen und da bin ich dann skeptisch. Wenn es die Ui gäbe, dann wäre es ein "HENNE-EI" Problem. Was ist denn zuerst da? Die Spannungszeitfläche, oder die Ui Spannung? Oder beide gleichzeitig, was nicht geht. Ich stelle mich in Deinen Augen halsstarrig an, das Ui anzuerkennen, aber ich sage weiterhin sie ist ein unnötiger Blinddarm oder Platzhalter, der das Verständnis blockiert, was im Trafo passiert, siehe Hysteresekurve.

Noch ein Beispiel: Die Messaufgabe habe ich wie gesagt durchgeführt. Dabei kam mir noch eine Idee: Was wäre wenn anstatt der Primärspule des Trafos ein Heißleiter passender Größe im Stromkreis an dieser Stelle säße? Dann sähe der Kurven Verlauf und die Zählpfeilpolarität genau so aus. Und dort im Heißleiter, (Heißleiter wegen dem durch Uri Kleiner Werden der Spannung Utreib,) wird wirklich nichts selbst induziert. Allerdings ist er auch am Anfang des Spannungssprungs hochohmig und wird dann immer niederohmiger durch seine Selbstaufheizung. Male dir das mal auf bitte und du verstehst was ich meine. Du willst immer nur dein Induktionsgesetz bestätigt sehen und machst kein anderes Gedankenexpiriment mit.--emeko 17:33, 11.Dez. 2007 (CET)

Hallo Elmil. Es gibt aber noch ein wichtiges Gegenargument zu Deiner Theorie für die Ui, welche durch die Selbstinduktion erzeugt wird. Ui sei immer entgegengesetzt zur Differenz zwischen angelegter Spannung und R*I Spannung, hat also ein negatives Vorzeichen und sei auch an einer zweiten Spule messbar. Sie hätte dann aber ein umgekehrtes Vorzeichen, was an der zweiten Spule aber nicht so gemessen werden kann. Darauf gehst Du ja weiter unten gottseidank ein, machst dort aber eine nicht zu beweisende Annahme, daß sie trotzdem der Primärspannung entgegenwirkt. Die innere Spannung Ui ist, wie du auch sagst, vom Gesetz der Selbstinduktion abgeleitet. Hierbei ist Ui = Uind = -n* dPhi/dt, also proportional zur Flußänderung und mit negativem Vorzeichen behaftet.

Die innere, selbstinduzierte Spannung müsste ein zur Primärspannung umgekehrtes Vorzeichen haben.

Dazu hätte ich gerne ein Antwort. Siehe Abschnitt oben..--emeko 17:36, 11.Dez. 2007 (CET)

Hallo Elmil.Das Induktionsgesetz gilt meines Erachtens jedoch nur für einen Ausschaltvorgang, wenn sich das Magnetfeld an einer Spule gerade abbaut oder eben für eine Spule die eine Flußänderung erfährt. Es kann hier nicht im Transformator beim Ummagnetisieren des Kernes angewendet werden, was die folgende Überlegung beweist.

Das war schlecht ausgedrückt von mir und sollte den Text unten einleiten, auf den Du leider bisher nicht eingegangen bist. Besser ist es zu sagen: Das Induktionsgesetzt gilt vorwärtsgerichtet und nicht nach rückwärts gewandt, es kann also nicht seine Ursache aufheben. Aber ich weiß bisher braucht man die Gegeninduktionsspannung als Strombremse, die ich nicht brauche, weil ich den Stromverlauf unter der Hysteresekurve ansehe, beim Ummagnetisiseren. Darauf bist Du auch noch nicht eingegangen.--emeko 17:38, 11.Dez. 2007 (CET)

Hallo Elmil.Eine weitere Herleitung für Uind ist auch: Uind = -L * dI/dt. Uind ist also neg. proportional zu L mal der Stromänderungsgeschwindigkeit. Achtung jetzt kommt wieder der Strom ins Spiel, der ja auch nach deiner Überzeugung Gottseidank nichts mit der Magnetisierung im Trafokern zu tun hat. Wenn man nun die Leerlaufströme eines EI- Kern Transformators und eines Ringkerntransformators vergleicht, so stellt man fest, dass der Leerlaufstrom des EI-Kern Trafos um Faktor 1000 größer ist. Er müsste sich dann auch 1000 mal schneller ändern und damit eine 1000 mal größere Induktionsspannung Ui hervorrufen, während des Induktionsvorganges. Bei beiden Trafos passiert aber genau dasselbe in Bezug auf die den Magnetfluß treibende Wirkung der Spannungszeitflächen, das heißt beide Kerne werden auf die selbe Induktionshöhe gebracht am Ende einer für beide Kerne gleichen Spannungszeitfläche und das unabhängig von den sich einstellenden, unterschiedlichen Leerlaufströmen. Wenn es diese Ui gäbe müsste sich der EI Trafo völlig anders verhalten beim Aufmagnetisieren. Im Übrigen spielt der Strom ja keine Rolle beim Ummagnetisieren der Trafokerne.

Beim Ausschalten der unterschiedlichen Trafos kann man übrigens die unterschiedlich große Ausschaltspannung durchaus messen.--emeko 17:13, 10. Dez. 2007 (CET)

Ich habe da aber auch ein Gegenargument gegen meine oben zitierte These gefunden: Wenn das L beim Ringkerntrafo, auf der Mitte der Hysteresekurve jeweils bezogen, viel, 1000 Mal, größer ist als beim EI Trafo dann ist Uind in beiden Fällen auch wieder gleich. Es ist offensichtlich so, daß das L stark variiert wenn die Magnetisierung entlang der Hysteresekurve entlangläuft. -Das ist ja beim Einschaltvorgang bei der Sättigung dann auch so.- Ich habe mich also hiermit nur "einmal um meine eigene Achse gedreht" und nichts neues bewiesen, aber doch das Geschehen im Trafo etwas erhellt.--emeko 18:14, 12. Dez. 2007 (CET)

Messaufgabe.

3. Jetzt gibts noch was zum Nachmessen. Nimm einen Trafo mit z. B. 2 Wicklungen. Es sollte nicht gerade ein Ringkerntrafo sein, ein Schichtkern mit etwas Luft im Kern wäre ganz gut. Bestimme den Widerstand der Primärwicklung, schalte einen Widerstand etwa vom 10-fachen Wert des Wicklungswiderstandes als Vorwiderstand vor die Primärwicklung und schalte über diesen Vorwiderstand Gleichspannungsprünge auf. Nimm dazu ein Netzgerät und fang mit kleinen Werten an. Hänge ein Scope an eine der Spulen, triggere auf den Sprung und beobachte die Spannung an der Wicklung. Vergleiche Beobachtungen an Primär- und Sekundärseite. Durch den Trick mit dem Vorwiderstand werden praktisch Verhältnisse hergestellt, die der Aufteilung in ohmschen Widerstand und Induktivität, wie man sie am Schaltbild vornimmt, sehr nahe kommt. Dadurch kann man die induzierte Spannung auch auf der Primärseite messen. Bedingt durch den Spulenwiderstand selbst bleibt natürlich im stationären Betrieb an der Primärspule eine Restgleichspannung von ca. 10% der angelegten Spanung. Auf der Sek. Seite findest Du diese nicht. Beachte, beim Abschalten können hohe Spannungsspitzen entstehen. Abhilfe: Sek. Seite vorher kurzschließen.

Das habe ich, siehe oben ausführlich getan.--emeko 17:44, 11.Dez. 2007 (CET)

Wenn alles paßt, wirst Du an allen Wicklungen die gleiche Spannung finden, es müßte der von mir beschriebene "Sprung mit dem Kometenschweif" sein, nämlich Ui, die induzierte Spannung, die im Primärkreis der angelegten Spannung entgegen steht.

Der von Dir angegebene Magnetisierungsstrom von 1mA für einen 1 KVA Ringkerntrafo kommt mir sehr klein vor. Ich würde da eher so zwischen 10 und 100 mA vermuten. Überprüfe Deine Meßmimik. Richtig ist natürlich, daß bei derartig kleinen Magnetisierungsströmen die Netzspannung und die induzierte Gegenspannung praktisch als gleich betrachtet werden können.

Zum Trafo Einschalten lass mich nur so viel sagen: Einschalten im Spannungsmaximum ist goldrichtig, wenn keine oder wenig Remanenz im Kern. Das gilt für Luftspalt im Kern, aber mit genügender Annäherung auch noch gerade so für schlecht geschichtetes Dynamoblech, z. B. Steckkerne. Einschalten im Nulldurchgang ist für diese Fälle (auch bei Luftspalt im Kern) immer schlechter als im Maximum. So gesehen sind die Hinweise in den geschmähten Büchern schon richtig.

Einschalten von Ringkernen mit hoher Remanenz. Da ist richtig der Beginn einer Halbwelle, aber es muß die richtige sein. Wenn dies nicht zu gewährleisten ist, ist auch hier das Spannungsmaximum ein brauchbarer Kompromiss, weil eben dann im worst case nur mit der halben Spannungszeitfläche in die Sättigung gefahren wird. MfG --Elmil 16:36, 10. Dez. 2007 (CET)

Hallo Elmil, Deine Messaufgabe beschreibt genau was ich auch sage. Lies es doch mal ohne Groll durch was ich oben schrieb: Die Differenz zwischen angelegter Spannung und R*I Spannung zusammen mit der Zeiteinwirkung treibt die Magnetisierung. Deine Messaufgabe beweist aber nicht die Notwendigkeit von -Ui. Das Minuszeichen läßt immer weg. Es muß aber hin bei der Selber induzierten Spannung.

Zum Ringkerntrafo-strom: das 1 ma bei dem 1kVA Ringkerntrafo meine ich wie geschrieben, auch nur bei 60% der Netzspannung. Schau dir die senkrecht verlaufende HYSTERESEKURVE DAZU AN. Der Leerlaufstromm ist dann wirklich sehr klein.

Zum Einschalten:Ich sende dir gerne eine Messkurve eines Ringkerntrafos der im Scheitel eingeschaltet wird. Es fließen dabei über 200A peak. Gib mir deine Mail adresse und du wirst verstehen was ich meine.

Ringkerntrafo im Scheitel eingeschaltet

. Ohne meine Bilder und Grafiken kann ich dir das hier nicht besser erklären. Deinen Messaufbau werde ich morgen machen und durchmessen, obwohl mir schon per Vorstellung völlig klar ist was passieren wird. Die Ui mit negativem Vorzeichen werde ich wohl nicht messen können, wenn doch, dann hast Du mich überzeugt.--emeko 17:35, 10. Dez. 2007 (CET). Bild dazugefügt.--emeko 10:35, 12. Dez. 2007 (CET)

Uind mit negativem Vorzeichen?

Wer sagt denn außer Dir, daß diese Spannung negativ ist. Wenn Du positive Spannung anlegst, dann wird auch eine positive Spannung induziert. Schau doch das Induktionsgesetz an. U=dphi/dt und von hinten gelesen dphi/dt=U. Wo ist da die Vorzeichenumkehr? Befreie Dich mal von allen vorgefassten Vorstellungen und versuche meine Erklärungen nachzuvollziehen. Ich bin sicher, diese "Fingerreise" im Primärstromkreis hast Du nie nachvollzogen, obwohl ich dort die Polaritäten so genau beschrieben habe wie nur geht.--Elmil 21:39, 10. Dez. 2007 (CET)

Siehe auch oben schon mehrfach erwähnt, und unten von PeterFranfurt. Negatives Vorzeichen! Induktionsgesetz: Uind = -N * dpi/dt..--emeko 17:47, 11.Dez. 2007 (CET)

Ich sage auch, dass das negativ sein muss. Du unterschlägst ein Minuszeichen! Siehe Elektromagnetische Induktion#Induktionsspannung durch Änderung des magnetischen Flusses (2. Induktionsphänomen) --PeterFrankfurt 01:13, 11. Dez. 2007 (CET)

Also das mit den Polaritäten ist ja immer auch eine Frage des Bezugspunktes. Weil wir keine gemeinsame Skizze haben, über die wir uns verständigen können, werden wir da noch lange kontrovers diskutieren. Deswegen greife ich hilfsweise auf das Schaltbild "Ersatzschaltbild eines realen Transformators, T-Ersatzschaltung" im Kapitel "der verlustbehaftete Trafo" zurück. Wenn dort der untere Anschluß des Vierpols, die durchgehende Verbindung, zum gemeinsamen Bezugspunkt erklärt wird, sind alle oberen Anschlüsse, der an Lh1, der an der Last (U2) positiv, wenn auch der obere Netzanschluß an U1 gerade positiv ist. An Lh1 schreibe ich noch Ui hin. Besteht dazu Übereinstimmung? mfG --Elmil 12:10, 11. Dez. 2007 (CET)

Ok dort habe ich nachgesehen und finde, daß ich es in meiner Skizze genauso gezeichnet habe. Ich würde Dir gerne meine Skizze senden. Hier in den Diskussionstext bekomme ich sie nicht hinein, habe es auf verschiedene Arten probiert.--emeko 17:50, 11.Dez. 2007 (CET)

Auf Hochladeseite gehen, die Zeilen mit den Detailangaben ausfüllen, hochladen. Hier dann wie bei Links zwei eckige Klammern auf, dann "Bild:Bildname" (WICHTIG: auf Klein/Großschreibung achten, das muss übereinstimmen!), dann "|thumb|Bildunterschrift" (alles ohne die Gänsefüßchen) und noch zweimal eckige Klammer zu. --PeterFrankfurt 02:03, 12. Dez. 2007 (CET)

Messaufgabe an Transformator

Danke PeterFrankfurt.emeko 10:06, 12. Dez. 2007 (CET)

Versuch es zu verstehen und ein Vergleich zwischen der Stromabhängigkeit über die Hysteresenkurve und der Strombegrenzenden Wirkung der Selbstinduktion.

Ich will das mit der Selbstinduktion verstehen, nicht nur auswendig lernen. Die Lenzsche Regel sagt: Ändert sich der magnetische Fluß der eine Spule durchsetzt, so wird in der Spule eine Spannung induziert, die so gepolt ist, daß der von Ihr getriebene Strom der Ursache des Induktionsvorganges entgegenwirken kann. Das erscheint mir fast als unverständlich. Das erzeugt, elektrisch gesprochen, wohl die Hochohmigkeit der Spule solange der Kern nicht gesättigt ist, beim Aufmagnetisieren. Ich finde die Erkärung über die Hysteresekurve mit der Stromprojektion schöner und verständlicher. Die Lenzsche Regel meint wohl die Entstehung von Ui, die aber nicht messbar ist sondern nur in der Spule wirkt und sich zu der treibenden Spannung gegenpolig addiert, diese scheinbar zu Null macht, damit ja kein großer Strom fließen kann der sonst nur durch den Widerstand der Primärwicklung begrenzt würde. (Das ist meine Art der Erklärung des induktiven Widerstandes.) Diese Betrachtungsweise scheint mir losgelöst vom Geschehen im Kern, was wie gesagt meiner Meinung nach besser durch die Stromprojektion unter der Hysteresekurve beschrieben wird. Deine Erklärungen, Elmil, waren dazu nicht hilfreich für mich indem Du behauptet hast, die minus Ui alleine treibt die Magnetisierung. Das hat meinen Protest ausgelöst, weil Ui ja erst durch die Magnetisierungsänderung entsteht, also eine Folge der Auf-Magnetisierung ist. Im Detail betrachtet ist es wohl eher so, daß wenn man die Aufmagnetisierung in Schritte zerlegt, dann Schritt für Schritt, zuerst die Spannungszeitfläche durch die Treibende Spannung und die Zeiteinwirkung etwas wächst, dann dadurch die Uind entsteht, die hervorgerufen wird durch die Flußaenderung, und daß die Uind mal dt damit diesen Zuwachs der Utreib mal dt wieder kompensiert, und soweiter, solange der Fluß sich ändern kann. Ist der Fluß nicht mehr weiter zu erhöhen, wegen der Sättigung am Ende der Hysteresekurve, wird keine Uind mehr erzeugt, steht die "Innere" Spannung U treib nun voll zur Verfügung und es wird der Strom nur noch durch R der Spule begrenzt. So kann ich mir das selber erklären. Seid Ihr einverstanden damit? Dann werd ich das so in mein Buch schreiben.--emeko 19:08, 11.Dez. 2007 (CET). Erweitert durch:--emeko 18:22, 12.Dez. 2007 (CET)

Bildbesprechung der Messaufgabe.

Vielen Dank für das Bild. Es sieht schon mal ganz gut aus. Man sieht im Prinzip das, was ich zeigen wollte. Man kann damit auch viel effizienter diskutieren. Nun zu den Details.

1. Die im Bild als Utreib bezeichnete Spannung ist oben positiv. Der Strom, der bei Plus aus der Batterie kommt, muß gegen diese Spannung durch die Spule. Wenn diese Spannung einen Strom treiben würde, müßte dieser eher rückwärts fließen. Also die treibende Spannung in diesem Kreis ist die Batterie. Es ist demnach eher die gesuchte Gegenspannung, die in der Spule im Zusammenhang mit der Aufmagnetiesierung induziert wird, es wäre exakt Ui,wenn nicht in der Spule noch ein Restwiderstand (0,2 Ohm) stecken würde, den wir nicht weg bekommen. So ist sie eben noch etwas größer, als die theoretische Ui. Es ist auch kein Zufall, daß sie der Spannung an der Sekundärspule verdammt ähnlich sieht. Beide Spannungen sind das Ergebnis eines gemeinsamen dphi/dt im Kern. In der Primärspule ist sie das Ergebnis eines Effektes, der in Büchern oft als Selbstinduktion beschrieben wird. Ich sehe jedoch keinen so prinzipiellen Unterschied zu anderen Induktionsvorgängen. Noch ein Wort zum Vorzeichen. Bei mir ergibt sich die Polarität aus der der angelegten Spannung. U=dphi/dt positiv, dphi/dt=U auch positiv. Der Strom fließt allerdings, wie schon bemerkt, gegen diese Spannung, was auch damit zusammennpaßt, daß der Kern in der Aufmagnetisierungsphase Energie aufnimmt (auch deswegen kann diese Spannung nicht die treibende sein). Wenn man bei der Erklärung des Selbstinduktionsvorganges vom Strom als Ursache ausgeht, so wie im Artikel über das Induktionsgesetz beschrieben --PeterFrankfurt hat darauf aufmerksam gemacht -- , so muß man bei Annahme einer positiven Stromrichtung der dadurch induzierten Spannung das Vorzeichen umdrehen, dadurch wird sie erst zu einer Spannung, die gegen den Strom steht. Meine Betrachtungsweise und die formal über die Lenzsche Regel stehen nicht im Widerspruch.

2. Der Ausgangspunkt der Auseinandersetzung um Ui war ja, wer erinnert sich eigentlich noch, die Behauptung, wenn man eine Gleichspannung anlegt, steigt der Fluß nach meiner Anschauung bis ins unendliche. Um das zu entkräften habe ich darauf hingewiesen, daß man für die Vorgänge im Kern nur die "innere" Spannung, identisch mit der induzierten oder der Gegenspannung (alle gleich) in Betracht ziehen darf und das ist die angelegte Spannung bereinigt um die ohmschen Spannungsabfälle (Ui=U-I*R). Dies wird von der Messung bestätigt. Die ideale Spannug Ui findet sich übrigens im T-Ersatzschaltbild an Lh1.

3. Nicht ganz meinen Erwartungen gemäß ist die Sekundärspannung ausgefallen. Sie muß, wenn der Strom sich nicht ändert, d. h. zum Abschaltzeitpunkt 0 sein. Es kann nicht sein, daß da noch eine Restspannung ansteht. Das muß nochmal genau angesehen werden. Auf der Primärseite macht diese Restspannung Sinn. Es ist dort das I*R des Spulenwiderstandes.

4. Auch nicht ganz wie erwartet, sieht es mit den Spannungszeitflächen aus. Nach der Theorie müssen die beiden Zeitflächen, die der Aufmagnetisierung und die der Abmagnetisierung gleich sein. Sie sind es aber nicht. Zwar darf, soweit Spannungsabfälle noch mitmischen, die Aufmagnetisierungsfläche größer sein, der Unterschied im Bild ist unerwartet groß. Ursache kann ich im Augenblick nicht erklären.

Ich muß an dieser Stelle etwas präzisieren: Wenn man an der unbelasteten Sekundärspule mißt, sind natürlich keine Spannungsabfälle mit im Spiel. Folglich müssen die auf- u. abmagnetisierenden Spannungszeitflächen dort in jedem Fall gleich sein. --Elmil 21:24, 15. Dez. 2007 (CET)

5. Der Stromverlauf weist darauf hin, daß wir hier ziemlich weit in die Sättigung fahren. Der Strom müßte vom Einschaltzeitpunkt weg steigen, man sieht es aber nicht, weil er, solange die Aufmagnetisierung noch in der Schleife sich bewegt, zu klein ist. Was man sieht, ist Strom im Sättigungsbereich. Vielleich sähe das ganze noch etwas "schulbuchmäßiger" aus, wenn man den Vorwiderstand nochmal um eine Größenordnung oder mehr vergrößert. Man könnte den Vorwiderstand auch so einstellen, daß sich im stationären Betrieb (Dauerein) ein Strom einstellt, der nur unerheblich größer ist als der Scheitelwert des Nennmagnetisierungsstroms (bei 230 V ). Dann weiß man, daß man jeweils gut in der Schleife bleibt.

Das solls wieder mal gewesen sein. Falls soweit Konsens besteht, ließe sich noch mehr aus dem Bild lesen. So könnte man auch den Abmagnetisierungsvorgang noch etwas genauer analysieren. MfG --Elmil 14:59, 12. Dez. 2007 (CET)

Hallo Elmil: Zu 3. Das Auslaufen der e-fkt. habe ich wohl hinten zu flach gezeichnet, aber in Wiklichkeit ist die sek. Spannung vor dem Ausschalten nocht nicht auf Null gewesen, woher die Stufe kommt.

::Zu 1. Du schreibst: Die im Bild als Utreib bezeichnete Spannung ist oben positiv. Der Strom, der bei Plus aus der Batterie kommt, muß gegen diese Spannung durch die Spule. Da liegt der Knackpunkt. Die gemessene Spannung ist nicht die Uind, sondern der Spannungsabfall durch den Strom, der aus der Batterie kommt und an der Primärwicklung eben die gemessene Spannung erzeugt. Die gemessene Spannung läuft wirklich so. Weil zu dem Zeitpunkt des Sprung- Beginns die Primärwicklung durch ihr anfänglich großes L noch sehr hochohmig ist, fließt nur ein geringer Strom. Daher habe ich weiter oben schon einmal geschrieben, man könnte an die Stelle der Primärwicklung auch einen passenden Heißleiter setzen, er würde sich genau so verhalten, was den gemessenen Spannungsabfall an der Primärspule betrifft. Im Heißleiter wird sicher nichts induziert, weshalb ich zu diesem Analogbild greife.

Zu2. Das haben wir ja schon lang und breit diskutiert und damit geklärt, daß wenn Uangelegt = R * I, es ja keine "innere" Spannung mehr gibt, welche mit der weiterlaufenden Zeit aufintegriert werden kann. Dazu braucht man aber immer noch nicht die Uind. Das ist bei mir nach wie vor eben nur die Differenz: Uangelegt- Uvon R*I. Wobei R der Kupferwiderstand der Spule und I der tatsächliche Strom ist, der vom Leerlaufstrom bis zum Sättigungsstrom reicht.

Zu 4. Ich kann dich beruhigen, in den Original Messkurven sind die beiden Flächen, vom Auf und Ab-magnetisieren gleich. Das Schaltbild habe ich gezeichnet und nicht auf die Flächengleichheit geachtet!

Zu 5. Ok, da geb ich dir voll recht, wie gesagt die Kurven sind gezeichnet. Die Original Messkurven als Bitmap Files kann ich dir gerne zusenden, wennn... Du weißt ja was.

Ich versuche nun unsere beiden Standpunkte zu vergleichen:

Ich will den (anfangs hohen), induktiven Widerstand der Primärspule erklären, in dem ich den Weitertransport der Magnetisierung vom gewählten Startpunkt aus, auf der Hysteresekurve betrachte. Über den dann sich daraus abzuleitenden Strom, will ich zusammen mit der momentanen, treibenden Spannung, den dann sich daraus ergebenden Induktiven Widerstand definieren. Ich kann auch sagen, um beim Messaufgabenbild zu bleiben, das L der Primärspule ist variabel, von anfangs groß bis zum Ende hin, bei der Sättigung, sehr klein. Und an diesem L fällt eben die durch den eingespeisten Strom erzeugte Spannung ab. Ich kann daran nichts Falsches entdecken!

Aus diesen Gründen kann man je nach Hysteresekurvenform und Betriebspunkt darauf argumentieren, daß es eben doch nicht die Spannungszeitflächen alleine sind, welche die Magnetbezirke im Eisenkern ummagnetisieren, sondern daß es das Produkt aus Spannung, Strom und Zeit ist, eben die Arbeit, die VAsec. Für mich ist die Primärspule einfach eine variable Induktivität L, an der die treibende Spannung abfällt und zusammen mit dem Strom das Eisen der Spule aufmagnetisiert, solange es sich läßt. Am Ende, also der Sättigung, ist der induktive Widerstand der Primärspule gleich Null und es fließt dann der Strom der nur durch den Vorwiderstand oder den Ri begrenzt wird.

Du meinst wohl, daß das L deshalb am Anfang des Sprunges so groß ist weil die Gegeninduktion einen Strom aus der Primärspule heraus, also dem Batteriestrom entgegen schickt und sich von diesem subtrahiert und nur einen kleinen, weiter von der Batterie fliessenden Strom übrigläßt?? So könnte ich die Gegeninduktion verstehen, aber nicht als negative Spannung. Das würde auch zum Lenzschen Gesetz passen: "Die erzeugte Spannung ist also so gerichtet, daß ein von ihr erzeugter Strom, die Flußänderung zu verhindern sucht". ( Man sollte also nicht nur mit Spannungen operieren, sondern auch mal mit dem Strom, den Du Elmil ja bisher zu vermeiden suchst.--Emeko 18:26, 16. Dez. 2007 (CET)

Da ist auch nichts falsch, nur jeder Spannungsabfall wirkt in einem Stromkreis nun mal als Gegenspannung zur treibenden Spannung und diese Gegenspannung ist bei einer Induktivität eben eine induzierte, wie der Name schon sagt. --Elmil 21:24, 15. Dez. 2007 (CET)

Du erklärst, auch mit dem unter 1. von Dir gesagten, den (anfangs hohen), induktiven Widerstand der Primärspule, siehe Messaufgabenbild, mit der inneren Kompensation der an der Spule anliegenden, treibenden Spannung durch die selbstinduzierte Uind. Weshalb dann nur eine geringe tatsächlich treibende und am Ri der Spule abfallende Spannung einen Anfangs geringen (Leerlauf)-strom erzeugt. Das ist das mir bekannte Ersatzschaltbilddenken, das so in allen Büchern steht und mit dem man durchaus arbeiten kann, nur vorstellen kann man es sich nur sehr schwer. So genau wie ich, mit dem Schrittweisen Vorgehen, sagst Du das mit der Uind aber nicht, das ist meine Interpretation ihrer Entstehung und Wirkung.

Du sagst einfach, die Uind sei für die Auf-Magnetisierung verantwortlich, und lässt auch das neg. Vorzeichen unter den Tisch fallen, und wird aufintegriert und treibt damit den Fluß. Das Paradoxe ist für mich einfach nach wie vor, daß dann Uind erst durch den Fluß entsteht und deshalb aber nicht den Fluß verursachen kann. Das klingt nach Perpetuum Mobile. Das kann man sich dann überhaupt nicht vorstellen. Mit meinem Schrittweisen betrachten des Vorgangs kann ich mich da schon eher anfreunden. Siehe weiter oben erklärt.

Bei meiner Betrachtungsweise kommt aber wieder der Strom ins Spiel, der am variablen L der Spule den Spannungsabfall macht. Der Strom ist aber nur die Folge der Verschiebung des Magnetisierungspunktes auf der Hysteresekurve. Ich stehe nach wie vor zur Überzeugung: Die Spannungszeitflächen transportieren die Magnetisierung entlang der Hysteresekurve und auch darüber hinaus. Der Strom ist nur eine Wirkung der Verschiebung der Magnetisierung.

Das oben von mir gesagte sehe ich inzwischen differenzierter!Emeko 18:03, 16. Dez. 2007 (CET)

Das muß besser heißen: Die Stromerhöhung ist die Wirkung der Verschiebung der Magnetisierung auf der Hysteresekurve, aber nicht bei senkrecht verlaufenden Kurven wie beim Ringkerntrafo! Die Stromhöhe am Anfang des Sprunges im Messaufgabenbild kommt von der Form der Hysteresekurve, Breite, und damit von der Anfangshöhe des L. Die Stromerhöhung kommt von der Neigung der Hysteresekurve.--Emeko 17:32, 16. Dez. 2007 (CET)

Das lässt sich durch unser Sanfteinschaltverfahren, was es auch erlaubt die einzelnen Spannungszeitflächenpulse zu variieren, sehr schön beweisen. Später werde ich das in meinem Buch darstellen.--emeko 19:19, 12. Dez. 2007 (CET).

Erweiterung der Messaufgabe.

Im Übrigen habe ich die Messaufgabe inzwischen ausgeweitet. Ich habe mit einem Schnittbandkern-Trafo mit und ohne Eisenkern gemessen und auch einmal die Spulenpolarität gedreht vor einem neuen Aufmagnetisieren. Am Ende habe ich das alles mit einem Ringkerntrafo durchgemessen. Ich werde in einigen Tagen dazu einen Text mit Grafiken hier zur Diskussion stellen.

Nur soviel vorab: Beim Ringkerntrafo bleibt der Eingangsstrom nahezu konstant, solange der senkrechte Ast der Hysteresekurve durchlaufen wird. Was man durch die Projektion von der Kurve aus nach unten sowieso schon wusste. Da kann man also getrost sagen, daß es nur die Spannungszeitflächen sind, welche den Magnetfluß vorantreiben, weil zu jedem neuen Betriebspunkt auf der Magnetisierungskurve der gleiche Strom wie zuvor gehört.

Interessant für mich ist dabei, was zwar schon durch die um 45 Grad geneigte Magnetisierungs Linie, keine Hysteresekurve, anzunehmen war: Bei einer Spule ohne Eisenkern, steigt der Strom sofort an nach dem Sprung von U angelegt und wird nur durch den Vorwiderstand oder Ri begrenzt, was dann die E-Funktion der Strom und Spannungskurve ergibt. In diesem Fall kann man nicht sagen, daß es nur die Spannungszeitflächen sind, welche den Magnetfluß treiben, denn der dabei steigende Strom gehört auch dazu, auch weil zu jedem neuen Betriebspunkt auf der Magnetisierungskurve eine anderer Strom gehört. Bei einer Spule mit Eisenkern und Luftspalten darin ist die Reaktion des Stromes viel stärker als beim Ringkerntrafo und fängt auch mit einem viel höheren Grundbetrag des Stromes an, nach dem Sprung der Angelegten Spannung. Hier herrscht also wohl eine Mischform aus Spannung und Strom mal der Zeit als Ursache für die Aufmagnetisierung vor. Also haben beide Diskussionsgegner recht, die, welche sagen es sind nur die Spannungszeitflächen und die, welche sagen, es ist der Strom der das Magnetfeld aufbaut. Der Ringkerntrafo stellt hier jedoch die stromlose Ausnahme dar. Man soll nichts verallgemeinern, man sollte immer dabei sagen worauf man sich mit seiner Aussage bezieht. Aber wer weiß das vorher immer so genau?--Emeko 17:45, 16. Dez. 2007 (CET)

Diskussionsbeitrag, vom 26.12.07 ist verschwunden.

Wer und weshalb hat meinen Diskussionsbeitrag, den ich am 26.12.07 verfasst habe, am 27.12.07 ohne Nachrichten komplett gelöscht? (nicht signierter Beitrag von Emeko (Diskussion | Beiträge) 09:57, 28. Dez. 2007)

Von wem und warum Dein Diskussionsbeitrag gelöscht wurde kann wie bei jeder Wikipedia-Seite in der Versionsgeschichte nachgelesen werden. Bitte unterschreib Deine Diskussionsbeiträge mit ~~~~. Gruß, --norro 10:37, 28. Dez. 2007 (CET)

Theoriefindung

Hallo. Da hier in den letzten Wochen und Monaten in erheblichem Umfang Grundsatzdiskussionen aufschlagen, will ich nochmal dringend auf den Grundsatz Wikipedia:Keine Theoriefindung hinweisen. Wie dort unmissverständlich geschrieben, müssen sich Inhalte im Artikel „Transformator“ und allen anderen Wikipedia-Artikel auf anerkanntes Wissen und/oder Fachliteratur stützen; hier in einer Diskussion aufgrund eigener Experimente ermittelte Ergebnisse und Theorien[1] können in dem Artikel nicht verwendet werden und müssen deswegen hier nicht ausschweifend diskutiert werden; dafür gibt es andere, geeignetere Orte. Gruß, norro 11:03, 28. Dez. 2007 (CET)

Hallo Norro, bevor ich die konstruktive Antwort von Elmil nachlesen konnte, hast du meinen Beitrag gelöscht, das ist unschön. Ich habe lediglich ausgeführt, wozu Elmil angeregt hat. Ich habe mit meinem letzten Beitrag, den Du komplett gelöscht hast, eine Brücke gebaut zwischen den Diskussionsteilnehmern und Fehler der Teilnehmer aufgeklärt, die mit Ihren Ansichten, während der letzten Monate zum Teil erheblich neben den Tatsachen lagen. Damals war ich noch gar nicht beteiligt.

Mathematik und Formeln sind nützlich. Aber verstehen kann man die Technik oft besser, wenn man auch nachmisst und bildhaft beschreibt was passiert und was die Formeln beschreiben. Wenn Du die Technik nur mit Formeln verstehst tut es mir leid. Dann solltest du dich aber nicht als Besserwisser aufspielen. Welche Funktion hast du denn? Ich dachte hier geht es demokratisch zu. Frag doch die Anderen Teilnehmer, was die davon halten.

Außerdem währe es dann gerecht und sinnvoll die vorangehenden Diskussionspunkte ebenfalls oder anstatt meinem letzten Beitrag zu löschen, denn dort stehen viele Ungereimtheiten drin.

Was machst du, wenn die Fachliteratur teilweise falsch ist? Einfach die Fehler als richtig übernehmen, bzw. stehen lassen? Lies doch mal was Elmil mir in letzter Zeit geantwortet hat, ich fand das sehr konstruktiv und für andere auch lesenswert. Ich finde es sollen im Wikipedia praxisnahe Berichte stehen und nicht nur Formeln. Welche Foren sind denn für die Grundsatzdiskussion geeignet nach Deiner Meinung?

Ich werde einen gekürzten Beitrag nochmals in die Diskussion einstellen. Da hast du dann wieder Arbeit. Gruß, --emeko13:47, 28. Dez. 2007 (CET)

Hi Emeko,

Was machst du, wenn die Fachliteratur teilweise falsch ist?

In diesem Fall bietet sich an, den jeweiligen Autor (bzw Verlag) zu kontaktieren und auf die Fehler hinzuweisen. Fehler passieren halt nunmal, sind aber meistens Flüchtigkeitsfehler/Vertipper, manchmal auch Verständnisfehler einzelner Personen. Davor ist niemand sicher. Aber grundsätzliche/systematische Fehler in der Grundlagentheorie (deren Modellen) der Elektrodynamik und als Anwendung der angrenzenden Technik werden sich kaum finden, da der Bereich der Elektrotechnik einer der am besten durch *praktische* Experimente, Versuche, Realisierungen und Aufbauten abgesicherte ist. (wenngleich, geringe Möglichkeit gäbe es natürlich, dass das alles Unfug ist. Es ist halt aus momentaner Sicht nur verdammt unwahrscheinlich. :-)

Ich finde es sollen im Wikipedia praxisnahe Berichte stehen und nicht nur Formeln.

Kommt wie so oft auf den Kontext an. Wenn sich ein bestimmter Sachverhalt besser/kompakter formal erklären lässt, ja warum denn auch nicht. Wichtig ist weniger, dass er "praxisnahe" oder "praxisfremd" ist, sondern verständlich und durch die Vereinfachungen nicht falsch ist. Das praxisnahe bzw. praxisfremd ergibt sich aus den Kontext bzw. jeweiligen Lemma. Und ein Artikel sollte möglichst auch verständlich für Personen sein, die sich nicht täglich in diesem (naturwissenschaftlichen) Umfeld und deren "Denkwelt" herumtreiben - auch das schliesst formale Beschreibungen nicht aus, reduziert sie aber je nach Thema, da viele damit nicht so gut umgehen können. Dieser Punkt der je nach Thema passenden Verständlichkeit ist natürlich nicht ganz einfach hinzubekommen.

Welche Foren sind denn für die Grundsatzdiskussion geeignet nach Deiner Meinung?

Auch wenn ich nicht direkt angesprochen bin: z.b. geeignete Newsgroups im Usenet. Eventuell auch Web-Foren, wobei mir da gerade kein gutes Webforum einfällt.--wdwd 14:19, 28. Dez. 2007 (CET)

Zu 2 Physikalische Grundlagen.

ich habe dort einige Änderungen vorgenommen, zu denen ich mich nun befähigt fühlte, nach der langen Lernphase durch die Diskussion hier und durch verschiedene Hinweise der Diskussionsteilnehmer. .--emeko, 02.Jan. 2008, 10:45, (CET)

emeko schlägt vor, daß er selbst einen Teil der älteren Diskussionsabschnitte löscht,

damit diese Diskussion übersichtlicher wird. Besonders was die wechselnden Standpunkte über die Wirkung des Stromes und der Spannungszeitflächen und die Selbstinduktion betrifft, sofern es Wiederholungen sind. Den "letzten Versuch von EMEKO" möchte ich aber drinlassen. Was haltet Ihr alle davon? elmil, norro, peterFranfurt, Janka, Mik81, wdwd, Benutzer:84.132.124.193, Herbstwiesenweg, Michael Lenz, usw. --emeko, 03.Jan. 2008, 09:40, (CET)

Dagegen, frisst kein Brot. Übersicht ist zwar wichtig, ich schlage aber vor, die ganze Diskussion zu archivieren statt zu löschen. -- Janka 12:41, 3. Jan. 2008 (CET)

Nach Wikipedia:Diskussionsseiten gibt es zwei Möglichkeiten: Löschen und Link auf eine alte Version oder Archivieren, z.B. so geschehen in WP:QSE. Archivieren halt ich für besser, da komfortabler nachlesbar --mik81 19:31, 3. Jan. 2008 (CET)

Danke für die bisherigen Rückmeldungen. Was soll ich Eurer Meinung nach hier drinlassen, was löschen und was soll ich ins 2007 er oder ins 2008 er Archiv kopieren?--emeko 09:10, 4. Jan. 2008 (CET)

Ich habe mich unklar ausgedrückt, Entschuldigung. Ab dem Kapitel "Letzter Versuch von EMEKO..." würde ich den Text gern stehen lassen in der Diskussion. --emeko 19:18, 6. Jan. 2008 (CET)

Bilderskalierungen

Bitte die Bildgrößen auf ein sinnvolles Maß beschränken. Feste Skalierungen mit px nur in unvermeidbaren Einzelfällen verwenden. Mit dem Parameter "upright=n.n" kann man Bildgrößen so ändern, daß sie benutzerskalierbar bleiben. [[Bildname.jpg|thumb|upright=1.2|Bildbeschreibung]] würde ein Bild 20% größer als Standard darstellen. Sparsam einsetzen! -- Smial 12:02, 7. Jan. 2008 (CET)

Hallo Smial, welches Bild habe ich mit "px" scaliert? -- emeko 14:49, 7. Jan. 2008 (CET)

EditLink

Aussagen die fachlich falsch sind:

1. Der Leerlaufende Trafo verhält sich wie ein nichtlinearer Widerstand. Das ist allgemein nicht richtig. Solange der Kern nicht sättigt (genauer: Solange das μ_r des Kernmaterials angenähert konstant ist und keine Abhängigkeit von der Flussdichte im Kern aufweist), ist der Trafo kein "nichtlinearer Widerstand". Ein mit ausreichend gross dimensionierten Kern und leerlaufender Trafo verhält sich nicht wie ein nichtlinearer Widerstand sondern wie eine Spule mit (konstanter) Induktivität. Also wie ein lineares Bauelement und kann als solches auch in der (linearen) komplexen Wechselstromrechnung betrachtet werden.
   

Ich betrachte aber den ganzen Durchlauf der Hysteresekurve bis in die Wendepunkte hinein, und da nimmt der Strom deutlich zu, weil das Myr dort abnimmt, also kann man schon sagen, daß der Widerstand dabei dann nichtlinear ist. Du mittelst eine ganze Schwingung und ich schaue in die Schwingung hinein. Das machen aber alle so die nur mit Formeln den Trafo beschreiben wollen, was aber manchmal nicht reicht, siehe Einschaltvorgang.--emeko 16:00, 13.01.2008 (CET)--emeko 18:23, 15.01.2008 (CET)

1. Der Streufluss wird durch das Vorhandensein des Eisenkerns nicht beeinflusst. Ist falsch, da Eisen (Trafoeisen) im nicht-gesättigten Fall eine wesentlich grössere magn. Leitfähigkeit als die umgebende Luft aufweist, also quasi den magnetischen Fluss im Kreis an sich "bindet". Die Grösse des Streuflusses wird durch das Kernmaterial, dessen Form, also auch dessen Vorhandenseins, ganz, ganz ganz wesentlich beeinflusst. Sonst würde man bei allen Trafos den Kern weglassen, sich viel Geld sparen, und nur billige "Lufttransformatoren" bauen.--wdwd 15:03, 13. Jan. 2008 (CET)

Der Streufluß verursacht keine Sättigung, weil er, wie Elmil in der Diskussion zum Transformator, zum Streufluß mit seinen Punkten 1-8 in "Zurück zu den Grundlagen", sehr schön ausgeführt hat, nur von der Sekundärspule erzeugt wird. Lies dir das bitte durch, da kann man was lernen und vielleicht kannst du den Abschnitt hier über den Streufluss damit besser formulieren als ich. Nur den Fluß zwischen den Spulen bezeichnet man als Streufluss. Der Streufluß geht zwar teilweise durch den Kern hindurch, wenn es für ihn "bequemer" ist, aber er beeinflußt den Hauptfluß kaum, denn der Hauptfluss wird alleine von der Primärseite aufgebaut. Die Reduktion des Hauptflusses und damit die Primärstromerhöhung, geschieht von der Sekundärspule mit steigendem Laststrom über den Haupfluß und nicht über den Streufluß. Lose gekoppelte Spulen haben einen großen Streufluss und verleihen dem Trafo den Charakter einer Konstantstromquelle am Ausgang. Für Schweißgeräte ist das wichtig. Die Größe des Streuflusses wird nicht durch das Kernmaterial oder die Kernbauform, sondern nur durch die Kopplung der Spulen beeinflusst. Wenn sich die Spulen (Primär und Sekundär) gut "sehen" können, also wenn sie zum Beispiel ineinander gewickelt sind, dann ist der Streufluß gering. Wenn sich die Spulen auf verschiedenen Schenkeln befinden, dann ist der Streufluß groß. In beiden Fällen kann ein sogar "Ringkern" verwendet worden sein. Der Streufluss wirkt wie eine an der Primärseite vorgeschaltete Drosselspule. Wenn es sein muß mache ich dafür wieder eine Messung an Trafos mit wenig und viel Streufluss.

Danke für die Mitarbeit, aber das mit den "Kraut und Rüben" habe ich etwas verbessert, ich möchte lediglich beschreiben was die beiden am Anfang genannten physikalischen Erscheinungen im Detail bedeuten und das habe ich der reihe nach getan.--emeko 16:30, 13.01.2008 (CET)

Hi, Emeko, ja, kann durchaus auch ein Formulierungsproblem sein. Wie auch immer, als Randhinweis auf den neuen Artikel Streufluss: der Streufluss hat per se nun noch nichts mit irgendeinen speziellen Trafokern oder Primärspulen oder Sekundärspulen zu tun. Ein Streufluss kann auch in einem hochpermablen magn. Material (welches sättigen kann) wie bei einigen Typen der Streufeldtransformatoren bewusst geführt werden. Die Bezeichnung "Streufluss" ist nur eine sprachliche/begriffliche Einteilung für jenen magn. Flussanteil, welcher keinen Teil zur magn. Kopplung von mehreren Schleifen (Windungen) untereinander liefert, ist aber ansonsten ein "ganz normaler magnetischer Fluss".--wdwd 19:44, 13. Jan. 2008 (CET)

Hallo, Siehe die neue Diskussion zum Artikel Streufluss. Ansonsten habe ich bei den Grundlagen das mechanische Analogon aus dem jetzigen Artikel hierher übernommen.

Ich habe vor bald diese Version von Physikalische Grundlagen anstatt der jetzigen Version in den Artikel beim Transformator zu stellen. Was sagt Ihr alle dazu??

Was mich stört: Ihr korrigiert immer im Artikel anstatt hier auf der Diskussionsseite.--emeko, 12:58, 14.01.08 (CET)

weitere Ergänzungen, --emeko, 15:35, 15.01.08, (CET)

Den Abschnitt physikalische Grundlagen habe ich soeben in den Artikel (Transformator) kopiert, weil er wichtige Details enthält, welche schon lange diskutiert wurden und welche das Verständnis auch für Laien erhöhen.--emeko, 17:03, 16.01.08 (CET)

Dir ist hoffentlich klar, dass Du da eben jede Menge Schreibfehler reingebracht hast und diverse Vergehen gegen Formatierungsrichtlinien? Dann noch den Überarbeiten-Vermerk rauszunehmen, war extrem voreilig und mutig... Gar nicht zu reden von sachlichen Fragwürdigkeiten. --PeterFrankfurt 17:27, 16. Jan. 2008 (CET)

Ja, es fängt schon an, grausam zu werden. Eine an die „Primärspule“ angelegte Wechselspannung erzeugt dem Induktionsgesetz folgend, einen sich verändernden Magnetfluss Vs und damit ein veränderliches Magnetfeld,.. und dann klickt man Induktionsgesetz an, und findet was ganz anderes. Physikalische Beschreibungen sollten Physiker machen. RaiNa 20:24, 16. Jan. 2008 (CET)

Wieso habt Ihr, Du, die Fehler nicht diskutiert, korrigiert? Der Abschnitt steht seit einer Woche oben in der Diskussion. Was ist bitte sachlich fragwürdig? Kannst Du die Schreibfehler bitte korrigieren? Wenn Physiker das beschreiben stehen dann nur Formeln auf dem Papier. Was ist falsch an dem Satz: Eine an die „Primärspule“ angelegte Wechselspannung erzeugt dem Induktionsgesetz folgend, einen sich verändernden Magnetfluss Vs und damit ein veränderliches Magnetfeld? Genau gesagt ist es die Umkehrung des Induktionsgesetzes, ich werde das vermerken im Artikel.--emeko, 10:00, 17.01.08, (CET)

Das kann ich Dir genau sagen, warum ich da lieber nicht eingreife: Weil es zu viel auf einmal ist. Das braucht Tage Arbeit, und zumindest ich habe im Augenblick nicht die Zeit dazu. Da kann ich nur auf andere Leute hoffen, die das wieder geradebiegen. Der Zustand gefällt mir überhaupt nicht. Gerade Artikelteile, die vorher klar und verständlich waren (vorne im Text), sind jetzt aufgebläht und mit eigenartigen Interpretationen überfrachtet, die ich für zweifelhaft halte und die das Verständnis überhaupt nicht fördern, im Gegenteil. --PeterFrankfurt 17:28, 17. Jan. 2008 (CET)

Hallo, was hältst Du für zweifelhaft? Ist es der alte Streit, ob der Strom oder die Spannung den Fluss treibt? Dir war es vorher klar was vorne im Text stand, aber nach meiner Ansicht war es falsch. Ich denke durch meine Bilder ist es doch eigentlich klar, daß es die Spannungszeitflächen sind, wie es ELmil schon immer vertreten hat. Kann es sein, daß es nicht an Deiner fehlenden Zeit liegt, sondern daran, daß Du nicht sicher bist was nun stimmt.--emeko, 20:18, 17.01.08, (CET)

Nein, ich rede davon, dass Du dieses Kapitel Grundlagen mit Deinen Details mit diesen dubiosen Spannungszeitflächen überfrachtest, die ich immer noch nicht glaube. Was dort vorher stand, war auf keinen Fall falsch. Hier sind wir noch im Teil des Artikels für die Allgemeinheit, da muss einfach und allgemeinveständlich formuliert werden, plus einem Verweis auf folgende, tiefer schürfende Kapitel. Ich habe große Lust, dieses ganze Kapitel auf den vorherigen Stand zu revertieren und dann erst darüber zu reden, ob man da eventuell, aber nur eventuell, das eine oder andere Detail ändern sollte/könnte. --PeterFrankfurt 00:56, 18. Jan. 2008 (CET)

Ist wohl besser. Etwas abmildernd: Spannungszeitflächen sind nicht wirklich dubios, sondern einfach eine integrale Sicht. Die magnetische Flussänderung entspricht einer Spannung, das zeitliche Integral über die Flussänderung dem Zeitintegral über die Spannung. So wie die Impulsänderung gleich der Kraftzeitfläche ist. Nur, es würde keiner drauf kommen, Impuls als Kraftzeitfläche zu sehen und dann behaupten, jetzt wäre es verständlicher. Prinzipiell ist es also richtig. Allerdings darf man folgendes nicht übersehen: 1. Man geht stillschweigend davon aus, dass man bei Fluss 0 anfängt, und das ist genau nicht der Fall bei Remanenz, und 2. die Spannung, die mit dem Fluss gekoppelt ist, ist gerade nicht an den Klemmen messbar, da sie durch ohmsche Anteile verfälscht wird genau so wie durch Nichtlinearitäten, die sich aus der Hystereskurve ergeben. Das ist so, als würde man die Impulsänderung eines Körpers, beliebte physikalische Aufgabenstellung im Unterricht, einführen, indem man den Impuls eines Geländewagens aus der Tankfüllung bestimmen würde. Aber jetzt solls wirklich gut sein. RaiNa 08:24, 18. Jan. 2008 (CET)

Verdeutlichung: Man kann nicht genau genug formulieren. Hat man genau formuliert, muss man eventuell einen Text mehrfach lesen, um ihn zu verstehen. Hat man aber ungenau formuliert, folgt Rede auf Gegenrede auf Rede, am Schluss gibt es nur ein saures Konvolut.Die magnetische Flussänderung entspricht einer Spannung, hätte man so verstehen sollen, dass es dabei auch um ein Zeitinkrement geht. Nur dann macht in der Folge das Zeitintegral Sinn. Ich bin davon ausgegangen, dass jemand, der "Spannungszeitflächen" im Munde führt, die Spannung als etwas sieht, das keine Zeit einschließt, Spannung also als etwas ansieht, das in infinitesimaler Zeit , oder aber in der Zeit "1" bestimmt wird. Dann ist auch die Flussänderung unabhängig von der Zeit, also ein differenzieller Wert. Aber, wie die folgende Entgegnung zeigt, wäre es richtig gewesen, Flussänderungsgeschwindigkeit zu schreiben und diese Erläuterung für dieses seltsame Wort gleich mit einzubauen.RaiNa 20:04, 18. Jan. 2008 (CET)

Danke RaiNa für den Kommentar.Aber: Nicht die Flussänderung entspricht der Spannung sondern die Flussänderungsgeschwindigkeit entspricht der Spannung. Die Flussänderung entspricht dem Spannungsintegral. Die Dimension vom Fluss ist Voltsekunden. Innerhalb des senkrechten Astes der Hysteresekurve, zwischen den Remanenzpunkten, wird der Fluss bleibend verschoben durch die Wirkung der Spannungszeitflächen. Meinst Du die Allgemeinheit, die stillschweigend davon ausgeht, daß.....? Ich gehe aber nicht davon aus, daß die Spannungszeitflächen den Trafo von dem Fluss 0 ausgehend magnetisieren. Das ist nur beim Trafo mit Luftspalt und beim ersten Einschalten der Fall, weshalb ja auch nur die halbe Spannungszeitfläche einer Spannungs-Halb-Schwingung nötig ist zum Erreichen des Wendepunktes auf der Hysteresekurve um damit nicht in die Sättigung zu fahren. (Merkst Du wie einfach die Erklärung gelingt mit den Spannungszeitflächen?) Beim Dauerbetrieb, den ich ja in der Grafik zeige, wo Spannung über Hysteresekurve, über Strom gezeichnet ist, liegen die Anfänge und Enden der Spannungszeitflächen ja gerade auf den Wendepunkten der Hystereskurve, die Stromspitzen liegen auch dort. Wenn man jetzt noch versteht, daß die Magnetisierung beim Ausschalten im Spannungsnulldurchgang nur bis zur nächstliegenden Maximalen Remanenz läuft, dann hat man alles schon kapiert. Alle anderen Diskussionsteilnehmer sind außer Elmil und Dir leider noch nicht soweit, das anzuerkennen. Aber es ist Fakt, weil es jederzeit nachmessbar ist und nicht zuletzt auch, weil auf diesem Prinzip die Wirkung der Trafoschaltrelais beruht. Im Leerlauf ist bei einem Ringkerntrafo die Klemmenspannung durchaus gleich der (selbst) induzierten Spannung, weil bei 25mA Strom und einem Ri von 0,2 Ohm wirklich nicht viel Spannung am Ri abfällt. Ich habe ja auch lange gebraucht das anzuerkennen, siehe meine wiederholte Diskussion mit Elmil vom Ende des letzen Jahres zu dem Thema. Den Vergleich mit dem mechanischen Impuls finde ich gut. Kraft mal Zeit ist Impulsänderung. Das kann ein Nicht-Elektriker verstehen, weil man sich die bewegten Dinge leichter vorstellen kann als die elektrischen. Übrigens vermute ich, daß Du Physiklehrer sein mußt, stimmts? Zur Kritik von Peterfrankfurt: Weil Du die dominante Wirkung der Spannungszeitflächen immer noch nicht anerkennst, ist es klar, daß Du alles was ich hier schreibe ablehnen mußt. Ich würde es Dir aber sooo gerne beweisen, daß die Spannungszeitflächen- Betrachtungsweise die viel einfachere und richtige ist. Ein Versuch: lege eine Spannungszeitfläche von 2,3 Voltsekunden, die halbe Netzhalbwelle, über einen 10 Ohm Widerstand an einen Schnittbandkerntrafo von 1kVA und 230V, mit offener Sekundärwicklung. Das geht auch mit einer 10V DC Quelle. Messe die Spannung an der Trafospule, triggere mit dem Oczilloskop auf diese Spannung im single trace Modus. Ablenkung 5 V pro DIv. mit 50msec. pro div. Durch Umpolen vor jedem neuen Einschalten startest Du jeweils von der entgegengesetzten Remanenz aus. Durch wiederholtes Einschalten ohne vorheriges Umpolen startest Du immer von der oberen Remanenz aus. Schreibe die Dauer der gemessenen Spannungszeitfläche auf. Es müssen umgepolt etwas länger dauernde Spannungszeitflächen sein als nicht umgepolt, weil die Remanenz durch den Restluftspalt nicht groß ist. Mache das selbe mit einem Ringkerntrafo. Dort ist der Unterschied der Zeitdauer gewaltig, weil die Remanenz groß ist. Nimm jetzt den Eisenkern aus dem Schnittbandkerntrafo heraus und messe nochmals. Weil der 10 Ohm Widerstand den Strom begrenzt, ist die Zeitdauer der Spannungszeitfläche nun sehr kurz. Wenn Du eine Spannungquelle nimmst, die 100 A kann, und keinen Vorwiderstand, dann fällt nach kurzer Zeit die ganze Spannung von 10V am Ri von ca. 0,2 Ohm der Primärspule ab. Das Ri der Primärspule übernimmt hier den Sättigungspart, weil die Luft nicht Sättigbar ist. Aber auch hier tritt die zeitliche Wirkung der Spannung in Erscheinung, nur eben in viel kürzeren Zeitmaßstäben. Eine Remanenz gibt es dabei auch nicht. Also einmal ist der Strom beim Ringkerntrafo nur +-25mA groß um den ganzen Fluß umzupolen und ein anderes Mal ist der Strom bei der Luftspule viele Ampere groß für den selben Um-Magnetisiervorgang. Für den Schnittbandkerntrafo ist er ca. +-250mA groß. Also der Strom ist je nach Trafotyp verschieden, die Spannungszeitfläche aber gleich, wenn Du eine Netzhalbwelle mit 230Veff und 10ms Dauer annimmst. Da liegt es doch nahe die Spannungszeitfläche und nicht den Strom als Käseglocke zu nehmen unter die alle Fälle passen. Zumal ja alle Trafos für 230V 50Hz dimensioniert sind, jeder Trafotyp aber einen anderen Strom aufnimmt. Der Strom fließt eben genauso wie es die Hysteresekurve zeigt. Das nenne ich praktische Elektrotechnik, die jeder kapieren kann. Auch Du Peterfrankfurt. Oder willst Du die Trafos mit einer für jeden Typ unterschiedlichen "Normstromzeitfläche" magnetisieren? Wie verstehts Du dann den Lastfall? Was machst Du dann mit der steifen Netzspannung? Dann mußt Du konsequenterweise einen Spannungsstromwandler vor jeden Trafo bauen, der den Lastfall nachregelt, so das Modell zu der alten Theorie, daß der Strom die Magentisierung treibt. Aber gut ich habe das mit der Selbstinduktion der Primärspule auch lange nicht kapieren wollen. Siehe meine Diskussion mit Elmil. Übrigends bin ich mal dem Verweis auf "Elektromagnetismus" gefolgt. Was dort steht empfinde ich als "Laie" als Zumutung, die keine Sau kapiert. Dagegen bin ich richtig stolz darüber was wir zusammen im Artikel "Physikalische Grundlagen zum Transformator" geschrieben haben. --emeko, 16:15, 18.01.08 (CET)

Man sollte den Verweis von "Elektromagnetismus" auf "Elektromagnet" ändern. Wer macht das, ich?--emeko, 18:17, 18.01.08 (CET)

Das ist es ja: Da bekommt man wieder einmal ca. 3 KB Text um die Ohren gehauen, und die muss man erstmal verdauen, bis man was entgegnen kann. Also langsam scheine ich mehr und mehr durchzublicken und komme dabei leider zu genau entgegengesetzten Erkenntnissen wie Du: Du schreibst im Artikel (also als hochoffiziöse Lehrmeinung!), dass der Ansatz über den fließenden Spulenstrom nicht sinnvoll sei, und nur der über die Spannung sinnvoll, da von der Steckdose aufgeprägt. Du sagst auch, dass die Spannung wegen des kleinen Ri direkt der verantwortlichen für die Induktion entspreche. Und siehst Du, da hakt es bei mir. Den Ri so direkt ohmsch zu messen, ist mir ehrlich gesagt zu trivial und damit ungültig. Es kommen jede Menge dynamische Verluste (im Endeffekt auch die Ummagnetisierungen der Remanenz! Keiner hier vernachlässigt Remanenzen, und wir verstehen auch, wie die Hysterese läuft, bitte nichts unterstellen) hinzu, so dass im Ersatzschaltbild ein sehr viel größerer Verlustwiderstand angesetzt werden muss. Und da sind wir eben genau wieder bei der Diskussion, die wir schon hatten, welche Spannung (welcher Anteil davon) denn überhaupt in die Induktion eingeht. Das ist haarig und eigentlich kaum exakt zu bestimmen!
Und deshalb schließe ich messerscharf, dass der Ansatz über die Spannung nicht sinnvoll ist, da diese Anteile nicht vernünftig auseinandergefieselt werden können. Im krassen Gegenteil dazu steht der Ansatz über den fließenden Strom: In allen Ersatzschaltbildern wird der Verlustwiderstand in Reihe mit der eigentlichen Induktivität angesetzt. Dadurch ist der Strom durch beide dankenswerterweise immer noch derselbe! Ich rate mal, dass das der Grund ist, warum man normalerweise bei genauerer Betrachtung über den Strom geht.
Generell: Du schreibst sehr autoritär, was sinnvoll sei und was nicht. Bedenke, dass das vom Leser als Stand der Technik angesehen wird, wie er es bei genauerem Studium einschlägiger Literatur wiederfinden würde. Findet er aber nicht, sondern was ganz anderes! Also sind entweder alle Bücher falsch, oder bei Deinen Interpretationen Deiner Messungen läuft was schief. Messungen sind immer das einzig wahre, nur man kann sie halt immer auch auf andere Weisen interpretieren! Ich tendiere also ehrlich gesagt zu letzterem, sachliche Gründe siehe oben. Wir müssen uns hier in der WP auf den anerkannten Stand der Technik beschränken, eigene Ideen, so gut sie sein mögen, muss man auf die Diskussionsforen beschränken, da kennt man hier kein Pardon. (Sei getröstet und siehr Dir an, wie es mit meinen Überlegungen bei Wirbelstrom ausgegangen ist, wo ich immer noch nicht ganz glaube, im Unrecht zu sein.) Die WP spricht hier ganz hart von einer "Theoriefindung", und das wird gnadenlos gelöscht.
Es bleibt also aus meiner Sicht nichts anderes übrig, als auf den Stand vorher zurückzukehren und danach eventuell den einen oder anderen Gesichtspunkt mit einzubringen, aber um Gottes Willen nicht wieder 10 KB! Dieses Grundlagenkapitel soll allgemeinverständlich, kurz und übersichtlich sein, und alles Tieferschürfende kann weiter unten im Theorieteil eingeordnet werden, hat aber da vorne ganz hart gesagt überhaupt nichts zu suchen.
Und nein, ich bin kein Physiklehrer, sondern promovierter Festkörperphysiker, der Reflexionsspektren gemessen und ausgewertet hat (siehe Reflexion (Physik), Plasmakante, Elektrische Suszeptibilität). Danach war ich nur noch in der Computerei unterwegs. Leider habe ich keinerlei Messequipment mehr an der Hand, so dass ich leider die Messungen nicht nachvollziehen kann, leider. Die Ergebnisse glaube ich aber auch so, nur bei der Interpretation bin ich mir nicht sicher, ob Du da immer richtig liegst. --PeterFrankfurt 18:34, 18. Jan. 2008 (CET)

Hallo PeterFranfurt. Schau dir bitte den Stromverlauf in meinem gemessenen oder danach gezeichneten Bild an, wo ein Ringkerntrafo vermessen wurde. Siehe weiter oben. Hier ändert sich kein Strom, während der Flusszunahme im senkrechten Ast der Hysteresekurve, aber der Fluss nimmt zu, weil er von der Spannungszeitfläche getrieben wird. Ich finde schöner kann man es kaum beweisen, daß es nicht der größer werdende Strom ist der den Fluss aufbaut. Gerade am Ringkerntrafo sieht man das am besten.

Irgendwie hast Du da einen Knick in der Linse. Im Bild Trafo-grundlagen-42.png suche ich mir den Nulldurchgang (von unten) in der Spannungskurve bei ca. 4 cm der Schirmteilung. Da steigt der Strom noch gewaltig an, aber nur noch kurz, weil die Hysterese in der Tat schmal ist, danach erst (bei 4,4 cm) wird der Strom fast horizontal in der Sättigung. Das bestätigt eher meine Aussage, dass der Strom der Verursacher des Magnetflusses ist. - Noch ein Argument dazu: Nimm den unendlichen, geraden Leiter. Der macht ein Magnetfeld, das ist sicher. Und da ist nirgends eine Spannung. --PeterFrankfurt 17:58, 19. Jan. 2008 (CET)

Hallo PeterFrankfurt, jetzt weiß ich warum du es nicht verstehen kannst. Schau bitte mal mein Bild an: "Spann-hystku-strom-5.png". (Es steht jetzt ganz unten in meinem neuen Textvorschlag, weil Norro den oberen Text archiviert hat.) Im unteren Teil des Bildes siehst du die Spannungshalbwelle über dem Strom gezeichnet und siehst, daß der Strompeak jeweils mit dem Spannungsnulldurchgang übereinstimmt. Oben siehst du wie die Hysteresekurve zur Spannung liegt. Da siehst Du, daß die Sättigung im Spannungsnulldurchgang liegt, ist auch logisch weil am Ende der Spannungszeitfläche die Magnetisierung auf der Hysteresekurve im Wendepunkt liegt. Also ist der Strom nicht wie du schreibst waagerecht verlaufend in der Sättigung, "die Hysteresekurve ist Waagerecht in der Sättigung), sondern der Strom steigt steil an in der Sättigung. Siehe auch Einschaltstrom. Klar?? Übrigends gibt es im Ringkerntrafo, wo das gemessen wurde keinen Luftspalt, wie du annimmst. Am geraden Leiter liegt auch eine Spannung, bzw. fällt an ihm ab, sonst würde gar kein Strom fliessen. Oder willst du auch noch einen Supraleiter hier benutzen?--emeko, 14:23, 20.01.08, (CET)

Äh, merkst Du das nicht? Jenes Bild ist keine Messung, es ist eine Zeichnung, von Dir selber! Das zählt nicht! Das entspricht zwar Deinen Vorstellungen, aber die scheinen auf diesem Gebiet vollkommen neben der Realität zu liegen! Du kannst doch offensichtlich messen. Dann tu das, sieh Dir die Messungen nochmal genauer an als bisher und komm zum selben Ergebnis wie ich. Ich wünsche mir, dass wir das Thema auf diese Weise sachlich klären und dann eine korrektere Formulierung erarbeiten. Im Augenblick komme ich immer mehr auf die Idee, dass das alles komplett falsch ist. --23:23, 20. Jan. 2008 (CET)

Natürlich ist an der Energie die zum Ummagnetisieren des Eisenkernes nötig ist auch der Strom beteiligt. Denn Energie ist ja= Spannung mal Strom mal Zeit. Nun zu deiner oben gemachten Aussage: "Es kommen jede Menge dynamische Verluste (im Endeffekt auch die Ummagnetisierungen der Remanenz! Keiner hier vernachlässigt Remanenzen, und wir verstehen auch, wie die Hysterese läuft, bitte nichts unterstellen) hinzu, so dass im Ersatzschaltbild ein sehr viel größerer Verlustwiderstand angesetzt werden muss." Wenn der Magnetfluss im senkrechten Ast der Hysteresekurve von der Spannungszeitfläche transportiert wird bleibt beim Ringkerntrafo der Strom von ca. 12mA konstant. Dabei ist die Remanenz noch nicht erreicht und es wirken auch keine anderen Impedanzen die in Reihe zur Primäspule im Ersatzschaltbild zu zeichnen währen. Sonst würde zum Beispiel das Trafoschaltrelais nicht funktionieren, bei dem mit kleinen definierten und unipolaren Spannungszeitflächen, der Magnetfluss von jedem momentanen Remanenz-Punkt auf der senkrechten Achse bei Feldstärke Null, auf der Hysteresekurve, verschoben werden kann. Wenn die Hysteresekuve in die Sättigung kommt, also wenn nach der Remanenz mit breiten Spannungszeitflächen weiter aufmagnetisiert wird, dann nimmt ja auch der Strom deutlich zu,

Quatsch, sorry für die deutliche Sprache, aber das ist nicht richtig, siehe oben. Lies das Oszillogramm korrekt. Wenn es in die Sättigung geht, geht auch die Stromkurve (fast) in die Horizontale. Sie steigt dann immer noch ein bisschen an, weil ja immer noch die Induktivität der reinen Luftspule (ohne Kern) da ist, die weiter steigt, allerdings mit viel, viel kleinerer Steigung als beim nichtgesättigten Eisenkern. --PeterFrankfurt 17:58, 19. Jan. 2008 (CET)

nochmal Quatsch, du liegst leider falsch siehe unten.?--emeko, 14:12, 20.01.08 (CET)

Hallo PeterFrankfurt, jetzt weiß ich warum du es nicht verstehen kannst. Schau bitte mal mein Bild an: "Spann-hystku-strom-?.png". Im unteren Teil siehst du die Spannung über dem Strom gezeichnet und siehst, daß der Strompeak mit dem Spannungsnulldurchgang übereinstimmt. Oben siehst du wie die Hysteresekurve zur Spannung liegt. Da siehst Du, daß die Sättigung im Spannungsnulldurchgang liegt. Also ist der Strom nicht wie du schreibst waagerecht verlaufend in der Sättigung, "die Hysteresekurve ist Waagerecht), sondern der strom steigt steil an in der Sättigung. Klar?? Übrigends gibt es im Ringrentrafo, wo das gemessen wurde keinen Luftspalt, wie du annimmst.--emeko, 14:07, 20.01.08, (CET)

Daneben, s. o. --PeterFrankfurt 23:23, 20. Jan. 2008 (CET)

weil nun die Selbstinduktionsspannung, (die auch ich lange nicht anerkennen wollte), abnimmt und in der Sättigung ganz zu Null wird. Nun wird der Strom nur noch durch die Kupferwiderstände der Primärspule und der Leitungen begrenzt. Deshalb erzeugt ja ein 1kVA, 230V Ringkerntrafo auch einen Einschaltstrom von 500 A peak, weil dann eben keine anderen komplexen Widerstände mehr wirken. Die Phasenlage des Einschaltstromes zur Spannung zeigt übrigens genau, daß er ein Wirkstrom ist, was mir wiederum Recht gibt. Mit der Messtechnik kann man das komplexe Thema am besten übeschauen. Lies dir bitte die Diskussion mit Elmil durch. Wenn "meine Ideen", die in den letzten 15 Jahren in über 50 Fachzeitschriften Artikeln beschrieben wurden, aber im WP keinen Platz haben, so habe ich in der Diskusion mit Euch sehr viel gelernt und kann es gut an anderer Stelle weiterverwenden. Aber Schade für die vielen WP Besucher, die nicht eine veraltete Lehrmeinung lesen sollten.--emeko, 10:20, 19.01.08, (CET)

Mein Reden, die Messung sagt einem die Wahrheit. Und wenn man die Diagramme dann noch richtig liest, kommt man auch zur Erkenntnis. Mann, Du hast Dich da in etwas hineingesteigert, und das ist leider totaler Unsinn, sorry. --PeterFrankfurt 17:58, 19. Jan. 2008 (CET)

Ich glaube den Vorwurf kannst Du zurücknehmen, siehe meine Antwort oben. Übrigends: Man misst und liest anfänglich aus einer Messung immer das heraus, was man vorher erwartet hat..--emeko, 14:27, 20.01.08, (CET)

Ich halte den Artikel nicht für lesenswert, sondern nur für umfassend. Redundanzgefüllt. Leider ist es so, dass der Transformator nicht zuerst in einer differenziellen Form beschrieben wird um dann in einer integralen Form solche "harmlosen" Begriffe wie den "nacheilenden Strom" einzuführen. Man könnte eine solche Lösung versuchen, aber das wir hartes Brot. Genau deswegen, weil man sich immer mit dem Vorwurf der OR auseinandersetzten muss. Eigentlich ist aber die Situation auf diesem Gebiet sehr harmlos und es wäre den Versuch wert. RaiNa 20:04, 18. Jan. 2008 (CET)

Hallo RaiNa, Du schreibst: Du würdest am liebsten solche "harmlosen" Begriffe wie den "nacheilenden Strom" einzuführen. Wenn du bitte genau hinschaust, in das von mir gemessene Bild vom Ringkerntrafoleerlaufstrom, dann siehst Du, daß nur die letzte Stromspitze der Spannung um 180 Grad nacheilt. Die anderen Stromanteile sind sogar mit der Spannung in Phase. deshalb habe ich Hemmungen, generell vom Nacheilenden Leerlauf-Strom zu reden. Es kommt im Detail auf die Form des Stromes an. Was meinst du genau damit zuerst den Trafo differenzierend und dann Integrierend zu beschreiben? Er ist doch wohl jetzt schon so beschrieben im Absatz Physikalische Grundlagen, nur ineinander vermischt. Es existiert Im Transformator Artikel auch ein Absatz wo der Trafo als "Energiewandler" beschrieben ist. Im nächsten Satz wird dann mit Leistung weiter erklärt. Sollte man nicht schreiben, daß der Trafo ein Leistungswandler ist? Vielleicht hast Du bemerkt, daß ich an einigen anderen Stellen im Transformatorartikel Änderungen vorgenommen habe, weil dort offensichtliche Falschaussagen standen. Wo bitte steht, daß zwischen Theorie und Praxis eine Differenz herrscht?--emeko, 15:21, 19.01.08, (CET)

Ne, es ist wirklich schwierig, verstanden zu werden. Ich will eben gerade nicht den nacheilenden Strom einführen, den jeder gerne im Munde führt, weil er eben gerade nicht so harmlos ist. Man versteht den Trafo eben nicht, wenn man von Wechselstrom redet, sondern hat eine Chance, wenn man es mit "Gleichstrom" versucht und sich klar macht, dass alle Überlegungen richtig sind für alle Zeiten, nur in der Praxis, damit es nicht raucht, ist "alle Zeit" halt man eine Millisekunde. Ein solch grundlegendes Bauteil wie der Transformator kann nicht verständlich gemacht werden, indem man eine ganze technische Wissenschaft als Fakten dem Leser um die Ohren schlägt, sondern, wenn überhaupt, indem man wenige Zusammenhänge anführt und dem Leser eine Chance gibt, darauf basierend seine Antworten selbst zu finden. Und das ganze rumkurieren hat definitiv keine Zweck. Hier ist eine Grundsanierung nötig. Verwunderlich auch, warum meine letzte Frage zu Theorie und Praxis nicht beantwortet wird. Bevor man darüber nicht einig ist und "Euer Dicker unsern Dicker Dicker ruft...", kommt eh nix raus. DWZS RaiNa 16:08, 19. Jan. 2008 (CET)

Hallo RaiNa, Du schriebst: Leider ist es so, dass der Transformator nicht zuerst in einer differenziellen Form beschrieben wird um dann in einer integralen Form solche "harmlosen" Begriffe wie den "nacheilenden Strom" einzuführen. Tut mir leid wenn ich Dich falsch verstanden habe, aber ich verstehe den Satz von Dir immer noch so, als ob Du den nacheilenden Strom einführen willst. Da hast Du Dich wohl falsch ausgedrückt. Prima, daß Du nun schreibst es mit Gleichstrom erkären zu wollen. Siehe mein Bild wo ich die DC Spannung an den Leerlaufenden Ringkerntrafo lege und die Induktionsspannung zeige, die dann nach einer Zeit zusammenbricht. Da sind wir einer Meinung. Dazu könnte ich DIr noch viele interessante Messungen zeigen, die ich von den verschiedenen Trafotypen gemacht habe. Diese Messungen beweisen eindeutig die dominante Wirkung der Spannungszeitflächen. Vielleicht kommt die neue Version von mir über die Physikalischen Grundlagen, siehe unten, Deiner Auffassung näher als das Bisherige?

Deine Frage zu Theorie und Praxis habe ich nicht verstanden. Bitte präzisiere das. Ich meine es ist gut wenn mit der Praxis die Theorie bestätigt wird. Ein physikalischer Versuch lehrt mehr als die schönsten Formeln. So war es doch in der großen Physik immer bisher? (Nur leider müssen die Versuche der Atomzertrümmerer immer aufwendiger werden.)Deshalb bringe ich doch die Messkurven. Es währe sehr schade, wenn diese wieder entfernt werden müssen, damit es dem WP Standart genügt.--emeko, 16:55, 19.01.08 (CET)

Erfolgreiche KLA Wiederwahl vom 16. Januar 2008

Der Artikel wurde im November 2005 zum Lesenswerten gewählt und war damals ein ansehnlicher Artikel. Der aktuelle Stand des Artikels ist furchtbar. Durch unstrukturierte Bearbeitungen insbesondere der letzten Wochen ist der Artikel aufgebläht, unübersichtlich und damit alles andere als lesenswert. Wer sich die Diskussion durchliest (wird wohl keiner tun, da auch zu umfangreich) wird außerdem feststellen, dass sich an vielen Stellen im Artikel Dinge auf der Grenze zwischen Ungereimtheit und Fehler befinden. Der Artikel muss von Grund auf neu aufgebaut werden, ein Review kann da meines Erachtens mittelfristig nichts reißen; daher diese Ab-/Wiederwahl.

•  Kontra --norro 23:31, 9. Jan. 2008 (CET)
•  Kontra Furchtbar aufgeblaseni. Wenn man diesen Artikel als Vorbild nimmt, müsste Raumfahrt ungefähr 5000 Seiten haben, wenn ich mir vorstelle was man alles über Strömungstechnik, Verbrennung, den Orbit usw. schreiben könnte aber eben nicht sollte, weil WIKI wie ein Lexikon funktionieren sollte.--Leschinski 11:34, 10. Jan. 2008 (CET)
•  Pro Ich habe einmal in den Artikel reingeschnuppert und verschieden Absätze durchgelesen, jedoch aus Zeit Gründen nicht den ganzen Artikel. Wiki ist zwar ein Lexikon, aber ein spezielles, in dem man Sachverhalte ausführlicher darlegen kann, als ein Papierlexikon. Wer sich wirklich mit der Materie "Transformator" auseinandersetzen will oder muss, findet hier alles was er brauch, also wirklich alles. Der Artikel ist also m.E. lesenswert. Für eine Exzellenzkandidatur müsste wirklich ein gutes Review angeleiert werden, um die Gliederung anzupassen, aber ich sehe kein Grund das L-Bapperl zu entfernen. 快樂龍^InhaltFrage_Konsequenz 12:15, 10. Jan. 2008 (CET)

  Ich bezog mich mit der Kritik nicht allein auf den Umfang. Deine Meinung sei Dir natürlich trotzdem unbenommen. --norro 17:45, 12. Jan. 2008 (CET)

• Frage: wenn der alte Stand lesenswert war und der aktuelle furchtbar ist, warum will man dann mühsam komplett neu aufbauen statt einfach den alten stand wiederherzustellen? -- southpark Köm ? | Review? 14:22, 10. Jan. 2008 (CET)

  Die Frage ist sicherlich berechtigt. Aber über zwei Jahre Artikelarbeit rückgängig machen? Wer will das entscheiden? --norro 17:45, 12. Jan. 2008 (CET)

Um mal alle in Transparenz zu ertränken:

• Lesenswerte Version
• Änderungen seither
• Die Erweiterungen stammen anscheinend vor allem von Benutzer:PeterFrankfurt und Benutzer:Emeko. Eventuell könnte/sollte man die beiden mal anschreiben.

Im Prinzip halte ich es erstmal wie Southpark, habe aber die Versionen noch nicht vergleichend gelesen. -- Ben-Oni 22:49, 11. Jan. 2008 (CET)

Wenn man das überfliegt, dann sieht man das die Absätze "Praktische Ausführung" etwas und "Modellbetrachtungen" stark erweitert wurden und "Geschichtliche Anfänge" neu ist. 快樂龍^InhaltFrage_Konsequenz 09:08, 12. Jan. 2008 (CET)

Bitte lest nochmal genauer: Die Erweiterungen stammen definitiv nicht von mir, ich habe höchstens mal an der beklagenswerten Rechtschreibung rumkorrigiert. --PeterFrankfurt 20:48, 12. Jan. 2008 (CET)

Sorry, ich habe mich auf ein Tool verlassen, das offenbar diesen Edit von dir nicht hingekriegt hat. -- Ben-Oni 13:08, 13. Jan. 2008 (CET)

•  Pro Aufgeblasen? Nicht jeder muss alles lesen, aber wenn sich jemand interessiert, dann findet er hier sehr viel, Roland Schmid 01:09, 13. Jan. 2008 (CET)

• Die jetzige Abwahl, es gab schon vor rund einem halben Jahr zu diesem Artikel eine solche, ist mir etwas zu schnell losgegangen. Zumal man vielleicht noch verbessern kann. Meiner Meinung entwickelte sich der Artikel in den letzten Wochen durch diverse Überarbeitungen, die inhaltlich, vom Umfang und von der Struktur her fraglich bis inhaltlich tlw. falsch waren/sind, und die aber durchaus im guten Glauben erfolgen mögen (meiner Meinung kein Vandalismus in klassischer Form), in eine Richtung die das Attribut lesenswert mittelfristig nicht (mehr) rechtfertigen. Daher möchte ich zum jetzigen Zeitpunkt nur mit  Neutral stimmen. Zu dem Vorschlag oben auf den alten Lesenwert-Stand zurückzugehen: Das führt das Abwahlverfahren eines Artikels generell ad absurdum, da man dann jeden einmal gewählten Artikel einfach auf den Stand der erfolgreichen Wahl zurücksetzen könnte, also alle zwischenzeitlichen Änderungen verwirft, und so die Abwahl als solche überhaupt nie notwendig wäre. Na, das kanns ja auch nicht sein. Zumal auch Verbesserungen und Ergänzungen davon betroffen sein können.--wdwd 15:44, 13. Jan. 2008 (CET)

naja, Sinn dieses ganzes Verfahrens ist es ja nicht, Bapperl hin- und herzuschieben, sondern möglichst gute Artikel zu produzieren. Und wenn das Verfahren dazu führt, dass ein besserer (lesesnwerter) Artikel dasteht, indem man einfach den Stand von damals nimmt, ist es doch definitiv dem vorzuziehen, dass wir einen schlechteren Artikel haben, aber voller Stolz sagen können, wir hätten ihn entbabbperlt? Abgesehen von "das macht man doch nicht" wüsste ich auch nach lesen der weiteren Diskussion kein Argument, dass dagegen spricht, den alten Artikel wiederherzustellen. An sich wollen wir ja den, der insgesamt am besten ist, nicht den, in den die meisten Edits geflossen sind. -- southpark Köm ? | Review? 17:18, 13. Jan. 2008 (CET)

 NeutralDer Artikel ist schon an der Grenze zu Unübersichtlichkeit, da gebe ich norro auch Recht, aber als furchtbar würde ich ihn nicht bezeichnen. Sicherlich könnte und sollte man einige Sachen auslagern bzw. kürzen. Natürlich kann man den Lesenwertstatus wegnehmen. Aber was Norro wirklich an den Artikel stört und warum er erst den Lesenswertstatus weghaben möchte bevor Verbesserungen gemacht werden können, habe ich nicht verstanden.--Avron 19:08, 14. Jan. 2008 (CET)

•  Pro Ich hab von dem Thema seit meiner Schulzeit nix mehr gehört. Aber der Artikel im derzeitigen Zustand zeigt, wie komplex das Thema ist. Als Laie bekommt man in den ersten beiden Kapiteln einen schönen Überblick worüber es geht, und wen dann noch Spezialitäten interessieren, kann (und muss nicht) bei den entsprechenden Kapiteln weiterlesen. --HelgeRieder 20:35, 14. Jan. 2008 (CET)

•  Pro Unübersichtlichkeit sollte man einer Gliederung, die zuerst das Allgemeinverständliche nennt, um dann erst ins Fachlich tiefere Wasser überzugehen, eigentlich nicht vorwerfen. Auch sehe ich keinen Grund, warum denn fachlich versiertes Wissen nicht in Wikipedia willkommen sein sollte, auch wenn es umfangreich daherkommt. Auch wenn diese Detailtreue vielleicht nicht dem Klischee einer normalen Enzyklopedie entsprechen sollte: Wikipedia soll doch in erster Linie freies Wissen vermitteln, und so gesehen ist dieser komplette Artikel eine Bereicherung. --Carl von Canstein 22:41, 14. Jan. 2008 (CET)

•  Pro Der Artikel enthält viel Detailwissen, wenn man es weglässt widerspräche das dem Ziel der Wikipedia Wissen zu verbreiten.--Uwe W. 10:31, 16. Jan. 2008 (CET)

Artikel bleibt lesenswert (Version)--Ticketautomat 14:00, 16. Jan. 2008 (CET)

Überarbeiten

Hallo. Im Abschnitt „Physikalsiche Grundlagen“ findet sich − zu Recht − nach wie vor der „überarbeiten“-Baustein. Deswegen mache ich hier diesen Diskussionsabschnitt auf, um zu diskutieren, was zu tun ist. --norro 11:38, 17. Jan. 2008 (CET)

Der Abschnitt geht sowohl vom Umfang als auch vom Inhalt weit über das hinaus, was er ankündigt (namlich physikalische Grundlagen). Abgesehen davon, dass der Abschnitt sprachlich und vom Layout her eine mittelschwere Katastrophe ist, füllt er >anderthalb Bildschirmseiten, obwohl er nur Grundlagen vermitteln sollte. Der Abschnitt versucht aktuell nicht nur schon vorwegzunehmen, was im Transformator abläuft (was nicht zu physikalischen Grunlagen zählt), sondern geht zum Teil absurderweise sogar auf die Berechnung/Auslegung eins Transformators ein („Trafos werden bei der Berechnung so ausgelegt dass ...“). Zusammen mit den folgenden Rechenbeispielen und technischen Erläuterungen (Eisenbleche, Eisendrähten, Kupferaufwand) entfernt sich der Abschnitt soweit von seiner eigentlichen Aufgabe, physikalische Grundlagen zu vermitteln, dass ich vorschlage, ihn wie folgt radikal zu kürzen bzw. zurückzusetzen:

1. Der Abschnitt beschränkt sich auf kurze Erläuterung der klassischen Elektrodynamik und Induktion.
2. Sämtliche Abbildungen veschwinden, sofern sich nicht sinnvolle und anschauliche Abbildungen zu den physikalsichen Grundlagen finden lassen.

Ist das erledigt, kann der dringend benötigte Folgeabschnitt zum grundsätzlichen Wirkprinzip des Transformators angegangen werden. Was meint ihr? Gruß, --norro 11:38, 17. Jan. 2008 (CET)

zuerst mal: 260 kB, hier muss dringend archiviert werden. Dann: Ich stimme Norro zu. Und: technische und prinzipielle Aspekte müssen getrennt werden und kurz, klar und deutlich beschrieben sein, auch auf die Gefahr hin , dass man erst beim zweiten Lesen versteht. RaiNa 12:24, 17. Jan. 2008 (CET)

Habe den Absatz neu gegliedert.--emeko, 14:33, 17.01.08 (CET)

Ihn in noch mehr Abschnitte aufzublähen und dabei mal wieder sämtliche Formatierungskonventionen zu missachten war ein Schuss in die falsche Richtung. Ich habe es revertiert. --norro 14:50, 17. Jan. 2008 (CET)

ja, es ist zu schrecklich. Tatsache ist, viele Transformatoren lassen zuerst mal die Sicherungen rausfliegen. Tatsache ist, es ist löblich, ein Gerät zu bauen, das das verhindert. Aber: daraus entsteht noch kein enzyklopädischer Artikel. Die gemachten Erklärungen und Schlüsse sind nicht konsistent, widersprüchlich, damit jedenfalls falsch, wenn auch hier und da richtig. Die Sache kann nur funktionieren, wenn engagierte, mit Zeit versehene Leute erkennen, was der Leser auch elementar verstehen kann und nicht, indem sie ihr breites Sachwissen in einen langen Satz bringen. Was ein kurzer Satz nicht vermittelt, können tausend lange nicht. Vielleicht zehn kurze. Nach zehn Kurzen. Aber ganz konkret, emeko: der sich ändernde Strom hat die Gegeninduktionsspannung zur Folge, die dann wiederum der Stromquelle erlaubt, eine Spannung zu haben und so wird Energie in das System gebracht. Und es ist eben nicht das Induktionsgesetz, dass man eine Spannung anlegt und ein Strom fließt! RaiNa 15:38, 17. Jan. 2008 (CET)

Hallo RaiNa, meinst Du deinen vorletzten Satz versteht jemand? Lies doch mal die lange Diskussion zwischen Elmil und MichaelLenz und anderen nach, dann erkennst Du, daß der Leerlauf-Strom, nur um diesen geht es mir, nur die Wirkung der Spannung mal der Zeit an der Spule, entsprechend der Hysteresekurve ist. Bei einer Luftspule sind es für den Leerlaufstrom bei einer mittleren Feldlinienlänge von ca. 35cm für 1 Tesla Magnetflussdichte dann 800A und für einen Ringkerntrafo sind es dann nur 25mA. Wenn Du so verfährst, dann wird der Trafo ganz einfach zu verstehen. Es ist aber auch nicht leicht das zu verstehen, deshalb habe ich ja auch die Bilder dazugefügt.

Mit Deiner Kritik an meinen langen Sätzern gebe ich Dir recht. Ich will dran arbeiten diese Schwäche abzustellen.

"Und es ist eben nicht das Induktionsgesetz, dass man eine Spannung anlegt und ein Strom fließt!" Das wollte ich nicht behaupten.

"Aber ganz konkret, emeko: der sich ändernde Strom hat die Gegeninduktionsspannung zur Folge, die dann wiederum der Stromquelle erlaubt, eine Spannung zu haben und so wird Energie in das System gebracht." Wenn Du das in einer Woche liest, verstehst Du es selber nicht mehr. Ich übrigens auch nicht.

Es wird mir nie ein Problem sein, das zu verstehen. Denn es ist richtig. Die andere Version ist fehlerhaft. Aber ich sehe keinen Willen, einmal nachzudenken, dass man Ursache und Wirkung in einem Gesetz nicht einfach vertauschen kann. Aber damit soll es dann auch gut sein, es wird mich nicht stören! RaiNa 00:00, 18. Jan. 2008 (CET)

Noch einmal die Bitte: Ich fände es toll, wenn Ihr meine Format und Rechtschreibfehler korrigiert. Noch besser währe es, wenn Ihr mit mir konkret über die technischen Fragen diskutiert, so wie Elmil es seit Nov. 07 gemacht hat. Da können wir alles etwas lernen. Den Rest Deiner Kritik halte ich für übertrieben. Es würde mich auch zum Beispiel interessieren ob Dir das Bild: "Messung der Speisespannung oben und..." klar ist und ob du verstehst was da passiert, weshalb die Spannung in der unteren Kurve zu Null wird? Du kannst mich auch gerne einmal dazu anrufen. Meine Nummer ist über meine Homepage zu finden.--emeko, 16:52, 17.01.08 (CET)

So ich bin ja ausdauernd. Ich habe den Text zu den Physikalischen Grundlagen oben, ( nicht im Artikel), denke ich etwas verbessern können.--emeko, 17:42, 17.01.08 (CET)

Das ist zu befürchten ;-) . Spaß beseite: Dieser Magnetfluss erscheint also nicht sofort in der Höhe welche der angelegten Spannung entspricht,... Ich befürchte, genau hier liegt der Haken. Ein Magnetfluss entspricht nicht einer angelegten Spannung. Solche Formulierungen erwecken den Eindruck, dass da etwas noch nicht richtig durchdacht ist. An sich kein Fehler, hat aber nichts im Artikel zu tunRaiNa 21:16, 18. Jan. 2008 (CET)

Hallo RaiNa, gut, daß Du weiter mitdiskutierst. Du hast in diesem Punkt wirklich Recht. Ich sag´s ja einer alleine blickt nicht über alles hinweg. Der Magnetfluß entspricht nicht der angelegten Spannung, wie man aus oben zitiertem Satz herauslesen kann, der eigentlich die Urasche der Flusszunahme beschreiben soll. Es muß natürlich heißen: Dieser Magnetfluß verändert sich entsprechend der auf die Spule einwirkenden Spannungszeitfläche. Du bist in Deiner Antwort kürzlich auch falsch gelegen, als Du sagtest: "Der Magnetische Fluß entspricht der Spannung." Das war genau der gleiche Fehler den Du hier auch bei mir gefunden hast. Ich werde das ändern. Die Spannung entspricht der Flussänderungsgeschwindigkeit muß es heißen. Und die Flussänderung ist das Integral der Spannung über die Einwirkungszeit, eben die Spannungszeitfläche. Ich hatte es einfach übersehen bei der Korrektur. Nun komme ich noch einmal zu Deiner weiter oben gemachten Behauptung: "Aber ganz konkret, emeko: der sich ändernde Strom hat die Gegeninduktionsspannung zur Folge, die dann wiederum der Stromquelle erlaubt, eine Spannung zu haben und so wird Energie in das System gebracht." Schau dir bitte den Stromverlauf in meinem gemessenen oder danach gezeichneten Bild an, wo ein Ringkerntrafo vermessen wurde. Hier ändert sich kein Strom, während der Flusszunahme im senkrechten Ast der Hysteresekurve, aber der Fluss nimmt zu, weil er von der Spannungszeitfläche getrieben wird. Ich finde schöner kann man es kaum beweisen, daß es nicht der größer werdende Strom ist der den Fluss aufbaut. Gerade am Ringkerntrafo sieht man das am besten. Natürlich ist an der Energie die zum Ummagnetisieren des Eisenkernes nötig ist auch der Strom beteiligt. Denn Energie ist ja= Spannung mal Strom mal Zeit. Das gilt übrigens auch als Antwort zum letzten Einwand von PeterFranfurt, dem ich nachher meine Antwort gebe. Raina, dein Satz, mit ".....so wird Energie in das System gebracht" ist aber genau so unverständlich wie die bei mir kritisierten.--emeko, 09:27, 19.01.08 (CET)

Jetzt muss ich mal klugscheißen: Wo wir hier von veränderlichen Werten reden, ist Energie mitnichten Spannung mal Strom mal Zeit, sondern das Integral von Spannung mal Strom über Zeit. -- Janka 11:03, 19. Jan. 2008 (CET)

So wie ich das sehe herrscht allgemeiner Konsens über den vorgeschlagenen Neuanfang des "Physikalische Grundlagen"-Abschnitts. Sehe ich das richtig, dass dort also im Wesentlichen schlicht Elektromagnetische Induktion erläutert werden sollte, also

1. Magnetfeld entsteht durch Stromfluss in Leitern
2. Veränderung des Magnetflusses induziert Spannung

Was meint ihr? --norro 13:23, 20. Jan. 2008 (CET)

Ich stimme dem natürlich zu. Die Sache wird durch den Artikel zu Induktion nicht unbedingt einfacher. Wie überhaupt die ganze Naturwissenschaft nicht so eindeutig ist, wie man das naiv annehmen kann. Seit Planck hat sich da nicht viel verändert. Ich schlage vor, wir versuchen es mit einem Artikel zu Kondensatorparadoxon. Hier kann man elementar erkennen, wo Fallstricke in Argumentationen sind und wie man sie vermeidet. Das sollte recht schnell fertig sein und dann sollte man vertraut genug sein, auch dieses Sache hier zu einem guten, wirklich lesenswerten Ende zu bringen. Trafos sind nämlich wirklich faszinierende Geräte mit tausend Gesichtern. RaiNa 14:04, 20. Jan. 2008 (CET)

wollt ihr mit dem Kondensatorparadoxon noch eine weitere Baustelle aufmachen? Ich glaube ich beschäftige Euch schon genug. Ich schlage vor wir klären zuerst einmal die Fragen zum Transformator. Meine Antworten dazu siehe unten.emeko, 09:37,21.01.08 (CET)

Nein, darum geht es nicht. Es geht darum, heraus zu finden, ob man überhaupt eine Sprache sprechen kann und das geht nicht, in dem man über dieses Texte diskutiert, da ist die Sache viel zu verfahren.

Theorie und Praxis

Es gibt einen Unterschied zwischen Theorie und Praxis. Wie ist dieser Satz zu verstehen? RaiNa 12:04, 19. Jan. 2008 (CET)

Neuer Versuch für Physikalische Grundlagen

was hier unten im Folgenden steht möchte emeko gerne einmal in den Artikel vom Transformator übernehmen.

Physikalische Grundlagen

Geöffneter 100VA-Trafo zur Verdeutlichung;
Oben: Primärspule (230 V)
Unten: Sekundärspulen (2x9 V)

Schaltbild eines Transformators mit Eisenkern; mit elektrischen Primär- (p) und Sekundärgrößen (s)

Ein Transformator ist ein Spannungswandler und gleichzeitig ein Stromwandler. Er erlaubt es, elektrische Spannung U1 und Strom I1 an seinem Eingang, in Spannung U2 und Strom I2 an seinem Ausgang umzuwandeln. Beispiel: 230V, 1A zu 23V, 10A. "Gute" Transformatoren können das mit einem Wirkungsgrad von über 99%.

Analogiebetrachtung

Zur Veranschaulichung kann man hier auf ein Analogon aus der Mechanik verweisen, ein Zahnradgetriebe: Die Spannungen entsprechen den Drehzahlen, die Ströme den Drehmomenten und die Windungszahlen den Zähnezahlen. Bei beiden wird eine idealerweise konstante Leistung von einem Spannungs- bzw. Drehzahlniveau auf ein anderes transformiert.

Physik. Für die Wirkweise eines Transformators ist eine physikalische Erscheinungen wesentlich:

• Wirkt ein zu- oder abnehmender Magnetfluß Phi auf eine Spule, so wird in dieser Spule eine Spannung induziert. (2. Induktionsphänomen. Siehe Elektromagnetische Induktion).

Diese Erscheinung gilt selbstverständlich auch umgekehrt: Wird eine zu- oder abnehmende Spannung an eine Spule gelegt, so baut sich in der Spule ein zu- oder abnehmender Magnetfluss Phi auf.

Das Induktionsgesetz gilt auch in der integralen Schreibweise für den Fluss Phi:

$\Phi =\int _{0}^{T}U(t)\,dt;$

Diese Beziehung ist in der Weise zu interpretieren, daß der Magnetfluss, z. B. in einer Trafospule dem Spannungs/Zeit-Integral und damit der Fläche zwischen 2 Grenzen unter dem Graph U(t) entspricht. Das heißt, das Spannungs-Integral über die Zeit wirkt als Spannungs-Zeitfläche für die Erhöhung des Magnetflusses. An einem Netztransformator wirkt genau die Fläche unter der Sinusspannungskurve eine Halbperiode als eine solche, oben bezeichnete Spannungszeitfläche.

Abgeleitet aus der Formel oben ergibt sich die Höhe der Spannung aus der Höhe der Flussänderungsgeschwindigkeit.

U = d$\Phi /dt;$

Trivialer Vergleich: Je schneller sich der Farraddynamo dreht, desto höher die Spannung und desto heller brennt das Licht.

Wenn zum Beispiel eine Gleichspannung an die Primärspule eines Transformators gelegt wird, so erscheint der Magnetfluss in der Spule nicht gleichzeitig, sondern baut sich erst über die Zeit zu seinem möglichen Maximalwert auf. Die Zeit dafür wird im Wesentlichen von der magnetischen Leitfähigkeit des Spulenkern Materials beeinflusst. Je leitfähiger, desto größer die Zeit. Zum Ummagnetisieren des Kerns ist Energie nötig und die besteht hier aus Spannung mal Strom mal Zeit.

Die Windungszahl der Primärspule ist so bemessen, daß die Spannungszeitfläche einer Netzspannungshalbschwingung gerade ausreicht, den Kern einmal komplett umzumagnetisieren.

Eine an die „Primärspule“ angelegte Wechselspannung erzeugt zusammen mit der Zeit in der sie wirkt, einen sich verändernden Magnetfluss Vs.

Der von der Primärspule erzeugte Magnetfluss durchsetzt die zweite Spule „Sekundärspule“ des Transformators und erzeugt hier durch Induktion ebenfalls eine Spannung („Sekundärspannung“), was ja der eigentliche Zweck eines Transformators ist.

Die Magnetflussänderung erzeugt auch ein sich veränderndes Magnetfeld, A.

Die Stärke des erzeugten Magnetfeldes richtet sich dabei nach der magnetischen Leitfähigkeit des Spulenkernes, der in einem Extremfall aus Luft und im anderen Fall aus einem für das Magnetfeld sehr leitfähigen Material, zum Beispiel Mumetall, bestehen kann. Das hat zusammen mit der Eisenkern-Bauform eine starke Auswirkung auf den Strom, welcher von der angelegten Spannung, Betriebsspannung ausgeht und in die Spule mit einer gegebenen Windungszahl hinein fließt.

Wenn eine Luftspule beliebig lange an eine Gleich-Spannung gelegt wird, ist der fortlaufende Anstieg des Magnetflusses nur durch die Leistung der Spannungsquelle oder dem Spulenwiderstand begrenzt, weil die Luft nicht sättigbar ist.

Wenn eine Spule mit einem zum Beispiel Eisenkern an eine Gleich-Spannung gelegt wird, dann ist der fortlaufende Magnetfluss-Anstieg im Kern durch die Grenze der Magnetisierbarkeit, die Sättigung begrenzt. [

Messung der Speisespannung oben und der Spulenspannung unten, nach dem Anlegen einer Gleichspannung an einen Ringkerntransformator. Wenn der Magnetfluss in die Sättigung läuft, bricht die induzierte Spulenspannung zusammen.

Wenn sich der Magnetfluß nicht mehr ändert, dann entsteht keine Induktionsspannung mehr, wie auch am nebenstehenden Bild zu sehen ist, wo die induzierte Spannung an der Spule nach dem Erreichen der Sättigung zusammenbricht. Die Speisespannung, die dabei nicht einbricht, fällt dann vollständig am inneren Widerstand der Spule ab, der alleine den Strom begrenzt. Dieser Vorgang ist umfassend unter Induktion erklärt.

Die Magnetisierung im Eisenkern wird mit der Zunahme der an die Spule angelegten Spannungszeitfläche entlang der Hysteresekurve vorangetrieben. Das variable Verhältnis vom Magnetfluss zum Magnetfeld ist dort zu sehen.

Das Magnetfeld wird dabei durch den sich gemäß der Hysteresekurve einstellenden Strom aufgebaut. Die Energie zum Ummagnetisieren des Eisenkerns entspricht dem Integral von Spannung mal Strom über Zeit.

Je nach Spulenkernmaterial und Spulenkernform ergeben sich dabei große Unterschiede, was die zum Magnetfluss gehörende Feldstärke und den Strom, (Leerlaufstrom) betrifft.

Im folgenden Bild ist der Zusammenhang zwischen der Spannungszeitfläche einer Spannungshalbschwingung, der Hysteresekurve und dem Leerlaufstrom zu sehen.

Netz-Spannung über Hysteresekurve und über Strom

Das Bild zeigt im unteren Teil, wie der geringe Magnetisierungs-Strom mit konstanter Höhe verläuft, solange der Fluss im senkrechten Teil der Hysteresekurve bewegt wird. Am Ende der Hysteresekurve steigt der Strom steil an, weil das Eisen schon leicht in Sättigung gerät. Der Scheitel der Stromüberhöhung liegt exakt im Spannungsnulldurchgang. Im senkrechten Teil der Hysterese-Kurve, ist bei steigendem Magnetfluss das Magnetfeld und damit der Strom konstant, obwohl die Induktion oder der Fluss Phi, von der Spannungszeitfläche getrieben, zunimmt. Der Strom kann durch die Senkrechte Projektion auf die H- Achse und der Feldlinienlänge ermittelt werden.

Die Magnetisierung im Eisenkern wird im Dauerbetrieb, bildlich gesprochen, durch eine positive Spannungshalbschwingung, (durch deren Spannungszeitfläche), vom negativen Wendepunkt ausgehend zum positiven Wendepunkt auf der Hysteresekurve transportiert. Durch die sich anschließende negative Spannungshalbschwingung wird die Magnetisierung dann vom positiven Wendepunkt ausgehend wieder zum negativen Wendepunkt auf der Hysteresekurve, Hysterese zurück transportiert, und so weiter.

An den Betriebs-Wendepunkten, entstehen die typischen Leerlaufstromspitzen. Die Feldstärke H ist proportional zu dem elektrischen Strom, die Flussdichte B ist jedoch abhängig von der Magnetisierbarkeit des Eisens, die für die verschiedenen Eisenmaterialien unterschiedlich ist und bei maximal 2 Tesla ihre Grenze hat.

Transformatoren werden bei der Berechnung so ausgelegt dass keine nennenswerte Sättigung im Eisen beim Nennbetrieb entsteht. (Das Eisen soll möglichst nur im annähernd linearen Teil der Hysteresekurve ummagnetisiert werden.)

In obiger Beschreibung und zur Funktion eines Transformators wird kein (gemeinsamer) Eisenkern der Spulen vorausgesetzt. Trotzdem besitzen fast alle Transformatoren einen Kern aus Eisenblechen oder Ferrit. Der Grund liegt darin, dass bei tiefen Frequenzen (50 Hz) ohne Eisenkern extrem viele Windungen erforderlich wären, um den Leerlaufstrom ausreichend klein zu halten, bzw. eine hohe Induktivität zu bekommen, die den Leerlaufstrom begrenzt. Das würde erstens einen unwirtschaftlich hohen Kupferanteil erfordern, andererseits werden bei höheren Last-Strömen in diesem sehr langen Draht enorme Ohmsche Verluste (=Erwärmung) erzeugt, was wieder durch noch mehr Kupferanteil für die dann nötige Querschnittsvergrößerung des Wickeldrahtes ausgeglichen werden müsste.

Diesen "Kupferaufwand" kann man stark verringern, indem die Induktivität der Primärspule durch einen Eisenkern um ein Vielfaches, beim Ringkerntransformator bis zum 10000 fachen vergrößert wird. Anders ausgedrückt kann man dann mit 1 Windung denselben Magnetfluss erzeugen wie ohne Kern mit 10000 Windungen. Der Leerlaufstrom eines Ringkern-Transformators, siehe nebenstehendes Bild, ist wegen der Luftspaltfreiheit wesentlich geringer als der eines Schachtel-Kern-Trafos, siehe Bild darunter.

Spannung und Leerlauf-Strom an einem Schachtel-Kern-Trafo gemessen

Spannung und Leerlauf-Strom an einem Ringkerntrafo gemessen

Je höher die Betriebsfrequenz ist, desto kleiner kann der Eisenkern sein, wie aus der obigen Formel ersichtlich ist. Bei einigen 100  kHz wie im Tesla-Transformator darf er dann wieder vollständig entfallen.
Soll eine Gleichspannung mittels Transformatoren auf eine andere Spannungsebene umgesetzt werden, ist die Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom mittels Wechselrichter nötig, um anschließend transformiert werden zu können. Diese Techniken finden beispielsweise bei Schaltnetzteilen Anwendung.

Neuer Anfang

Es sollte also doch so langsam klar sein: Es wird keinen neuen Abschnitt physikalische Grundlagen geben, wenn nicht Satz für Satz ein Text gefunden wird, der von Theoretikern und Praktikern gleichermaßen akzeptiert wird. Dabei ist klar: beide Kerne haben ihre berechtigten Sichtweise. Aber: Wikipedia ist keine Fachzeitschrift, die Seiten füllen muss, um Anzeigen zu verkaufen. Was für die Elektronik, ... richtig sein mag, ist hier einfach falsch. Bücher sind schon kein Garant für "richtige" Darstellung, Fachzeitschriften sind aber noch nicht mal Bücher. Die werden einmal gelesen, und dann verheizt. Dieser Artikel kann nur versuchen, etwas richtig und verständlich darzustellen und mag ein Einstieg sein, sich noch anders zu informieren. Bitte keine ellenlangen Texte punktuell "verbessern", die keiner mehr diskutieren mag und kann. RaiNa 18:29, 20. Jan. 2008 (CET)

Deshalb diskutiere ich sa so ausdauernd mit Euch. Wie soll ich es Euch sonst beweisen, wenn ich Euch nicht im Detail meine Argumente schreiben soll?--emeko, 10:04, 21.01.08 (CET

Nicht so schnell. Langsam fange ich an, auch durch die Einzelheiten hier durchzublicken, was angesichts der schieren Menge des angeführten Wustes nicht so trivial ist. Dabei drängt sich mir aber immer mehr der Eindruck auf, dass es eben nicht nur um unterschiedliche Darstellungsarten geht, sondern dass in emekos Darstellung prinzipielle Fehler enthalten sind, die das Ganze im Endeffekt zerstören. Ich versuche gerade, darüber eine sachliche Diskussion zu führen (s. o. bei EditLink), und vielleicht kommen wir ja noch zu einem Konsens, und dann können wir alle zusammen eine korrigierte Darstellung erarbeiten. Wie gesagt, das muss sich noch endgültig klären, ob das mit den Spannungszeitflächen womöglich nicht nur ungewöhnlich, sondern sogar falsch ist, mal schauen. Das möchte ich aber abwarten, bevor da irgendwer sich womöglich wieder überflüssige Arbeit macht und am Schluss doch nochmal anders gemacht werden muss. --PeterFrankfurt 23:28, 20. Jan. 2008 (CET)

lies doch mal oben meine dazu geschriebenen OMA Erklärungen. Nochmal zu den Messkurven. Schön daß Du die Messkurven anerkennst. Die Zeichnung die ich anhand der Messkurven gemacht habe, wo die Hysteresekurve, der Strom unter der Spannung gezeichnet sind, wird von Dir als falsch, weil nicht gemessen sondern gezeichnet hingestellt. Du hast in einer früheren Antwort dazu geschrieben, daß der Strom in der Messung bei der Sättigung waagerecht läuft und in der Mitte der Hyst. Kurve eine steile Spitze haben soll. Dein Wunschdenken, daß der Strom den Fluss aufbaut mag dich wohl dazu verleiten. Es ist aber leider falsch. Du meinst wohl auch, wenn die Hysteresekurve flach wird muß der Strom auch flach werden im Verlauf?-emeko

Logo.

(werschreibt das),schreib doch deine Erkennungsmarke dazu. Es ist sowieso blöd ohne Marke mitten in den Text des Diskussionsgegners zu schreiben. Da weiß keiner hinterher was von wem stammt.--[[Benutzer:|emeko|emeko]], 09:40, 22.01.08 (CET)

Was Logo, meinst du der Strom läuft flach wenn die Hystereskurve flach wird oder nicht?--[[Benutzer:|emeko|emeko]], 09:40, 22.01.08 (CET)

Hier fehlt mir noch die Antwort auf Logo.--emeko, 10:11, 23.01.08 (CET)

Aber hast du schon mal einen Einschaltstrom gemessen?-emeko

Das ist doch zu einem ganz anderen Zeitpunkt, nämlich beim Einschalten. Oben und in Deinen Messungen sind wir eindeutig in der eingefahrenen Hysterese. Schmeiß das nicht durcheinander, da kommt nur genau der Murks raus, den Du mir unterstellst.-P.Franfurt

Ich will doch die Spannungszeitflächen mit dem richtigen Einschalten durch das Vormagnmetisieren erklären, aber wenn du dich weigerst darüber nachzudenken hat es weiter keinen Sinn zu diskutieren..--Benutzer:|emeko|emeko]], 10:23, 23.01.08 (CET)

Der Einschaltstrom ensteht auch im Spannungsnulldurchgang, schau doch die Kurven an. Wenn die Remanenz pos. ist und du schaltest von dort ausgehend pos. im Nulldurchgang ein, dann dann hast du die höchste Stromspitze am Ende der Spannungszeitflächen, alo im Nulldurchgang.--Benutzer:|emeko|emeko]], 09:40, 22.01.08 (CET)

Der bezeichnet mit seiner Phasenlage zur Spannung eindeutig seine Zugehörigkeit zur Sättigung,-emeko

Im Einschaltmoment ist man typischerweise noch nicht in der Sättigung, sondern richtig bei (0,0). Was soll das?-P.Franfurt

Du vergisst wie die meisten Leute die Remanenz. Ohne Remanenz fängst du bei (0,0) an. Mit Remanenz bei 1,5T und 0 Feldstärke beim Ringkerntrafo. Schau doch mal die Hysteresekurven an, die nun leider im Archiv stehen. Norro hat sie dorthin verfrachtet. Im Einschaltmoment ist man im Schlechten Fall bei der Remanenz und am ENde der Spannungshalbwelle voll in der Sättigung. Der Magnetfluss ist jetzt dreimal so hoch.--Benutzer:|emeko|emeko]], 09:45, 22.01.08 (CET)

also zu dem Bereich wo die Hysteresekurve anfängt flach zu verlaufen. Ich sende hier ein Bild eines Einschaltstromes der zusammen mit der Spannung gemessen wurde. Ich habe die Hoffnung, du erkennst das an.

Spannung über Einschaltstrom von Schnittbandkerntrafo

Der Einschaltstrom ist nun um ca. 180 Grad der Spannung nacheilend.-emeko

Falsch. Ich sehe da nur 90 Grad. 180 Grad wäre es, wenn die Stromkurve die Spannungskurve an der horizontalen Achse gespiegelt wäre. Bei der 2. Schwingung gibt es noch eine kleine Spitze in der Stromkurve, die davon rühren mag, dass die Hysterese noch nicht ganz ausgefahren wird, und ab der 3. Schwingung ist alles eingefahren und macht genau das, was ich oben schon sagte: Der Strom wird beim Einlaufen in die Sättigung (äußerst rechter Bereich der Hysterese) fast (aber nicht ganz) horizontal.-P.Franfurt

Die Stromspitze, (Nadel) kommt ca. 10 ms nach dem Beginn der Spannungshalbwelle, das sind ca. 180 Grad.-emeko

Beim Ringkerntrafo liegt der Leerlaufstrom genau im Spannungsnulldurchgang, bei 180 Grad, siehe das Bild weiter unten.--emeko, 11:47, 23.01.08 (CET)

Nö, sie kommt eine Ecke vorher, bei 180 Grad ist sie schon fast wieder auf die Hälfte runter. Also ist das irgendwo nahe der Spitze der Hysterese. --PeterFrankfurt 15:27, 22. Jan. 2008 (CET)

Bei Trafos mit Luftspalt, kommt der fast sinusförmig verlaufende Leerlauf-Strom 90 Grad nach dem Anstieg der verursachenden Spannungshalbwelle. Du schreibst oben: Bei der 2. Schwingung gibt es noch eine kleine Spitze in der Stromkurve, die davon rühren mag, dass "die Hysterese noch nicht ganz ausgefahren wird", es ist genau umgekehrt, die Hysteresekurve wird dort noch etwas zu weit nach recht oben ausgefahren.

Das kann sogar sein. Und? --PeterFrankfurt 15:27, 22. Jan. 2008 (CET)

Du machst gerade einer Kehrtwendung in der Deutung der Hysteresekurve im flachen Teil ebzüglich dem Leerlaufstrom und kommentierst das mit. "Kann sogar sein, und?. Da fühle ich doch langsam verarscht. --Benutzer:|emeko|emeko]], 10:17, 23.01.08 (CET)

Das schnelle Abklingen des Einschaltstromes kommt übrigends vom kleinen L und hohen Ri der Spule. Tau=L/R. Also begreif es endlich: Nicht in der Mitte der Hysteresekurve entstehen die Stromspitzen, sondern am Ende an den Wendepunkten und erst recht wenn darüber hinaus gefahren wird.-emeko

Ich habe mich noch nie über die Details dieser Stromspitzen gestritten! Wo hast Du das wieder her? Zeig mir lieber, wo Du irgendeinen Anlass dafür in Deinen ach so aussagefähigen Spannungszeitflächen findest. Ich finde da nichts. --PeterFrankfurt 15:27, 22. Jan. 2008 (CET)

Noch eine Erklärung die jeder nachmessen kann: Wenn der Trafo mit Überspannung oder tieferer Frequenz betrieben wird, so wird die Hystereskurve weiter ausgesteuert und die Stromspitzen werden höher, was man auch mit einem einfachen Strommesser nachmessen kann, wenn man einen kleinen Trafo über einen Stelltrafo betreibt. Aber all das wurde schon Zig mal in der älteren Diskussion benannt. Langsam komme ich mir vor als ob ich gegen eine Wand predigen würde oder Ihr stellt euch absichtlich doof.--emeko,11:15, 22.01.08 (CET)

Der Einschaltstrom entsteht am Ende der Spannungszeitfläche einer hier pos. Sinushalbwelle, weil die Hysteresekurve dort oben im flachen Teil weit überfahren wird, und die Sättigung zeigt. Also sind auch die Leerlaufstromspitzen auch im Wendepunkt der Magnetisierung auf der Hysteresekurve entstanden und nicht in der Mitte der Kurve.-emeko.

Also beim Einschalten passiert aller möglicher Dreck. Ich habe es so gelernt, dass die Hysterese von innen nach außen wächst, in mehreren Zyklen.-P.Frankfurt

Völlig falsch mit dem von innen nach außen laufen über mehrere Netzperioden. Beispiel Ringkerntrafo mit hoher Remanenz: Die Magnetisierung läuft beim schlechten Einschaltfall sofort in die Sättigung, wenn von pos. Remanenz aus mit z.B. +1,5 Tesla ausgegangen und mit einer pos. Spannungszeitfläche weiter aufmagnetisiert wird. Die Sättigung von ca. 1,9 Tesla ist dann nach ca. 2 msec.erreicht.Von da ab begrenzt nur noch das Kupfer den Strom für die restliche Spannungszeitfläche, die damit den Strom bestimmt. Die Feldstärke ist porportional den Strom dann sehr hoch, die Induktion oder der Magnetfluß kann nicht über 2 T hinaus, weshalb die Hysteresekurve weit nach rechts waagerecht ausgesteuert wird...--Benutzer:|emeko|emeko]], 10:35, 23.01.08 (CET)

Woher diese Spitze dabei genau kommt, interessiert mich irgendwie nicht, das kann sonst was für ein Dreckeffekt sein.-P.Franfurt

Immer wenn es zur Sache geht und du etwas anerkennen must sind das für dich Dreckeffekte.-emeko

Der eingeschwungene Zustand danach ist für mich interessanter. - Hmm, meinst Du jetzt die allererste, große Spitze in der Stromkurve oder die kleinere in der zweiten Schwingung? Die erste ist sonnenklar, und das erklärst Du auch richtig, dass man da nicht gegen die Remanenz ankämpfen muss, sondern sofort von Null statt der negativen Remanenz (wie später) loslegt und daher weit höher kommt.-P.Franfurt

Du willst nichts lernen. Du gehst im schlechten Einschaltfall nicht von 0 Tesla aus, sondern von +1,4 Tesla beim Ringkerntrafo. Beim EI Trafo von +1 Tesla.-emeko

Und das schmeißt auch gerne mal die Sicherung raus, in der Tat. Da sehe ich nichts mit Spannungszeitfläche, nur normale Induktivität wie bei jeder Spule. Aber das interessiert ja nur für die ersten 2 oder 3 Schwingungen, und dann ist das vorbei.-P.Franfurt

Es ist zwecklos.-emeko

Also kann man die Zeichnung, die Du nicht anerkennst, so zeichnen.-emeko

Du scheinst tatsächlich Einschaltverlauf und eingeschwungenen Verlauf durcheinanderzuschmeißen. Deine ureigene Messung zeigt, dass dieser Einschwingvorgang spätestens nach der 3. Schwingung vorbei ist, und danach fängt das Leben erst an!-P.Franfurt

Die Messkurve vom Einschalten eines UI-Trafos mit dem Trafoschaltrelais zeigt die gleichen Zusammenhänge, daß der Leerlaufstrom am Ende der Spannungszeitflächen kommt. Wenn das nicht so währe, dann würden die Trafoschaltrelais nicht funktionieren, was sie aber sehr erfolgreich tun.

Spannungszeitflächen über Strom beim Einschaltvorgang mit dem Trafoschaltrelais

-emeko

Leider weiß ich ab jetzt nicht, wovon Du redest. Was ist bloß TSR? Wieso sehe ich da in den Messungen zuerst nur positive Impulse? Wird dann irgendwas zugeschaltet, dass dann doch auch negative durchkommen?-P.Frankfurt

TSR=Trafoschaltrelais. Schön, daß du mal darauf eingehst. Die kleinen nagativen spitzen sind Abkommutierzipfel des Thyristors, der erst bei Strom = 0 sperrt und für die Dauer des Leerlaufstromes noch leitet. Die vorwiegend positiven Impulse transportieren, per Spannungszeitfläche die Magnetisierung aus der Hysteresekurve von überallher, also egal welche + oder - Remanenz vorliegt, zum oberen pos. Wendepunkt der Hysteresekurve. Das sieht man am Flussanstieg im Bild von M.Novak, das schöne bunte Bild, sehr schön. Ab der pos. Max.Remanenz fällt die Magnetisierung immer wieder in der Pause zwischen zwei pos. Impulsen auf die pos. max. Remanenz zurück. (In der von dir eingezeichnet Fluss Kurve ist das falsch, weil sie bei dir noch steigt.) Das kann man nun 100 Jahre so machen, es fliesst immer nur der kleine zugehörige Strompeak im Wendepunkt der Hyst.Kurve. Der Eisenkern hat die Spannungszeitflächen integriert, aber nur bis zum pos. max. Remanenzpunkt tut er das. Darüber hinaus reagiert er wie eine Magnetische-Feder. Wenn also die pos. Remanenz erreicht ist, kann mit dem letzten Zipfel nochmal der Wendepunkt angesteuert werden und dann geht es mit voll ein in die negative Richtung, so wie auch im Dauerlauf. Ich habe also den Magnetfluss vor dem Volleinschalten syncronisiert zu den Spannungszeitflächen der Netzspannung, um den Einschaltstrom nicht zu begrenzen, sondern ganz zu vermeiden. Und genau das finden unsere Kunden Toll, wenn du es versteht, du sicher auch...--Benutzer:|emeko|emeko]], 10:58, 23.01.08 (CET)

Ich glaube langsam man kann das alles nur noch auf direktem Wege klären, um es Euch Schritt für Schritt klarzumachen, am Telefon oder per E-mail. Ich bin fast am verzweifeln. Wenn Ihr mit dem Lesen meiner ausführlichen Antworten überfordert seid, dann druckt sie doch aus und arbeitet sie in Ruhe durch, indem Ihr die früheren Diskussionen lest und die Bilder dazu studiert. Oder probiert es einfach aus, was am besten währe. --emeko, 10:30, 21.01.08 (CET)

Nein, ich kann das leider nicht probieren. --PeterFrankfurt 23:38, 21. Jan. 2008 (CET)

Diskussion zum Text der oben steht

Hallo zusammen, was haltet Ihr davon? Der Absatz ist kürzer, die Redundanzen habe ich entfernt und die technische Berechnung gestrichen, usw.. --emeko, 16:32, 19.01.08, (CET)

Sonst antwortet wohl keiner, und ich halte nicht viel davon.

Physik.

Für die Wirkweise eines Transformators ist eine physikalische Erscheinungen wesentlich:

• Wird eine Spule von einem Magnetfluss durchsetzt der sich ändert, so wird in der Spule eine Spannung induziert. (2. Induktionsphänomen. Siehe Elektromagnetische Induktion). Diese Erscheinung gilt selbstverständlich auch umgekehrt: Wird eine Spannung an eine Spule gelegt, so baut sich in der Spule ein magnetischer Fluß auf.

Das ist einfach kein ordentlicher Satz für Physik. Das war alles mal ganz einfach und wird nun dem Ziel unterworfen, die Spannungszeitfläche zu implantieren. Es ist ja schön, wenn man so eine einfache, integrale Größe hat, nur, das macht nur Sinn, wenn man viele Randbedingungen idealisiert. Und genau diese, respektive die Folgen, werden dann wieder breitgewalzt. Es ist schon hart! RaiNa 18:30, 19. Jan. 2008 (CET)

Hallo emeko. Nein, der neue Entwurf hat immer noch das achtzehnfache des Umfangs den er haben sollte. So wird das nichts. --norro 20:15, 19. Jan. 2008 (CET)

Hallo zusammen, ich habe weiter gekürzt.-emeko, 12:30, 20.01.08 (CET)

Und in Deiner Welt ist das Material von Transformatorblechen und das Zusammenschalten mit anderen Bauelementen (Gleich- und Wechselrichter u. Ä.) wirklich eine physikalische Grundlage? Ich glaube nicht (zur Recherche: Physik). Wie schon mehrfach erwähnt, ist es mit zusammenkürzen nicht getan. Deine Versuche in allen Ehren, aber das hat keinen Zweck.

Bitte vermeide es in Zukunft ganze Artikelteile auf die Diskussionsseite zu stellen, das ist unleserlich und verhindert Diskussion. Dafür kannst Du Dir eigene Seiten in Deinem Benutzernamensraum anlegen (z. B. Benutzer:Emeko/Werkstatt). Gruß, --norro 12:46, 20. Jan. 2008 (CET)

So jetzt platzt mir der Kragen. Ich habe soeben eine halbe Stunde lang eine gut begründete Antwort an RaiNa und Norro geschrieben und du Norro hast mit Deiner Antwort alles gleich wieder gelöscht. (Bearbeitungskonflikt).Ich habe auch keine Lust mehr alles nocheinmal zu schreiben. Ich habe soeben den Physik Verweis angesehen, was sehe ich da, ein Multimeter. Weshalb darf das dort stehen? Ich benutze meinen Verstand und ein Oscilloscop um hinter die Ursachen der Vorgänge im Transformator Kern zu gelangen und habe entdeckt, daß meine Erkenntnisse im Widerspruch zu manchen Aussagen im WP und in Fachbüchern stehen. Für mich ist das was ich mache expirimentelle Physik. Ich empfinde Eure, Norro und Raina, Antworten zunehmend als zynisch und unsachlich. Liegt es daran, daß ich keine Doktortitel habe? Ich denke ich habe keine Lust mehr mich mit Euch "Formel-quälern" herumzuärgern. Ihr wollt nicht einsehen was ich begründe. Ihr lest wohl immer nur die Hälfte von dem was ich schreibe und überlegt meine Argument nicht weiter und meckert weiter über Formfehler, wenn Ihr am Inhalt nichts mehr meckern könnt. Warum korrigiert Ihr die Formfehler nicht selber. Vor allem könnt Ihr wohl keine Messdiagramme lesen. Meine Fehler sehe ich ein und gebe zu auch etwas durch die Diskussion gelernt zu haben. Übrigens, wer schaut schon nach was ich auf meiner Seite: Benutzer:Emeko/Werkstatt schreibe? Kein Mensch. Allenfalls bleibt die Möglichkeit einen neuen Absatz zu erstellen mit der Bezeichnung: "technische Grundlagen" und das was ich hier über physikalische Grundlagen schreibe dort reinzustellen. Aber das würde sich dann wieder mit den bisherigen Aussagenvon von vor dem 08.11.07, im Absatz "Physikalische Grundlagen" beißen.--emeko, 13:40, 20.01.08, (CET)

Über zynische und unsachliche Antworten solltest Du Dich nicht wundern, wenn Du Dich nach gefühlten vierzig Hinweisen immernoch beschwerst, dass Deine „expirimentelle Physik“ und „Erkenntnisse[, die] im Widerspruch zu manchen Aussagen [...] in Fachbüchern stehen“ hier nicht beachtet werden. Das hat hier einfach nichts zu suchen! Mit derlei Kram bindest Du hier vier, fünf Wikipedianer, die hinter die herräumen müssen, weil Du Wikipedia-Grundsätze, auf die Du mehrfach hingewiesen wurdest, nicht liest oder schlicht ignorierst.

Dass Deine Antwort durch einen Konflikt verloren ging tut mir leid, an sich verhindert die Wikipedia-Software jedoch, dass Deine Bearbeitung verloren geht. Wenn der Hinweis auf den Bearbeitungskonflikt erscheint hast du stets noch die Möglichkeit, beide Bearbeitungen manuell zusammenzuführen, siehe WP:BK. Gruß, --norro 14:11, 20. Jan. 2008 (CET)

Das ist natürlich immer mal zu befürchten. Warum habe ich wohl die Frage zu Theorie und Praxis gestellt. Ich wollte anhand der Antwort zeigen, wie schnell man sich missversteht, aber es kam ja keine. Eine Hilfe: "zynisch und unsachlich" heißt übersetzt: "bitte mach langsam und versuche zu verstehen, dass nicht der Lehrende das Maß der Dinge ist, sondern der Lernende. Wer nicht verstanden wird, egal ob von Straßenfegern oder Doktoren oder von straßenfegenden Doktoren oder dekorierten Straßenfegern, macht etwas falsch. Und da ist keiner hier der Erste, dem das passiert. Also: slow down, keep smiling.RaiNa 14:17, 20. Jan. 2008 (CET)

Jetzt schau doch mal auf die Seite Elektromagnetismus. Was da steht, versteht bestimmt kein Straßenfeger. Oder beim Artikel Induktion genau so nicht. Und so weiter. Da meckert auch keiner von Euch. Mit meinen Bildern und Grafiken versuche ich ja gerade, daß man mit praktischen Beispielen die Theorie besser versteht. Ich kann einfach nicht einsehen, daß meine Erfahrung im WP nichts zu suchen haben soll. Das mit dem Argument von Euch, daß meine Thesen nicht in Fachbüchern stehen ist auch nicht richtig. Ich schreibe seit 15 Jahren in Fachzeitschriften zu dem Thema. Ein Buch fehlt noch kommt aber sicher, nach dem hier gelernten. Ich kann die eingescannten Seiten der Fachartikel davon zu dir mailen wenn du es nicht glaubst. Oder schau mal bei Fraunhofer nach. Dort stehen einiger Artikel von mir im Archiv. Die Trafoschaltrelais würden auch nicht so schön Laststromunabhängig funktionieren, wenn ich nicht Recht hätte. ( Wenn du übrigens vor einer neuen LED Ampel stehst, dann stehst Du vor einem Trafoschaltrelais was dort im Schaltschrank einen 2 kVA Ringkerntrafo vor dem Einschaltstromstoß bewahrt.) Meinen zukünftigen Wikibook Text liest doch wohl kaum einer, ebensowenig wie die Spielwiese oder die Werkstatt. Ich stelle viele Fragen an die anderen Diskussionsteilnehmer, auch an Dich und bekomme keine Antworten. Zum Beispiel zuletzt wegen Theaorie und Praxis. Mache mal einen Rückblick über den Diskussionstext der vergangenen Tage. Meine leider gelöschte Antwort war natürlich bezogen auf die Henne-Ei-Frage: Erzeugt die Stromzeitfläche die Spannungszeitfläche in der Spule mit und ohne Eisenkern, wie Ihr es sagt oder umgekehrt wie ich es sage, die die Spannungszeitfläche erzeugt die Stromzeitfläche. An den Extrembeispielen Spule mit Ringkern und Spule mit Luftkern möchte ich zeigen, daß die Spannungszeitfläche bei beiden Beispielen die gleiche ist. (Bei einer Netzhalbwelle.) Aber der Strom bei der Ringkernspule klein ist und konstant bleibt, wenn unterhalb der Sättigung ummagnetisiert wird, bei der Luftspule der Strom jedoch linear und proportional der Spannungszeitflächenzunahme steigt. Einverstanden soweit? Siehe das Bild: Spann-hystku-strom-5.png und das mit der Induktion in der Luft. Nun schließe ich aus diesem Unterschied, daß der gemeinsame Nenner für beide Beispiele eben die gleichen Spannungszeitflächen sind und nicht die unterschiedlichen Stromzeitflächen. Einfache Bruchrechnung. Versteht auch der Straßenfeger, wenn er will und nicht voreingenommen ist, wie Ihr vielleicht.--emeko, 15:10, 20.01.08, (CET)

Die überlange und überfrachtete Darstellungsweise ist eine Sache, die Korrektheit eine andere. Bei mir keimt mittlerweile der Verdacht auf, dass die Sache mit den Spannungszeitflächen sogar komplett falsch sein könnte, s. o und s. u. Die Diskussion darüber kommt gerade in Gang (s. o. und s. u.), wir sollten also abwarten, bis das geklärt ist, bevor sich jemand vergebliche Arbeit macht, die dann später nochmal total über den Haufen geschmissen werden muss. --PeterFrankfurt 23:32, 20. Jan. 2008 (CET)

Antwort von emeko dazu siehe weiter oben. Erklärung warum Spannungszeitflächen richtig sind siehe oben, aber zuerst muss die Zeichnung von mir anerkannt werden, die mit der Spannung, Hysterekurve und dem Leerlaufstrom am Ringkerntrafo, das PeterFrankfurt auf den Punkt gebracht.Vorher brauchen wir nicht weiter zu diskutieren--emeko,10:37, 21.01.08 (CET)

Spannungszeitflächen

Fragen an emeko

Bitte darum, dass emeko (und nur er) hier und nicht woanders diese Fragen beantwortet:

sehr grobe Einzeichnung des Magnetflusses = Integral(Udt)

einschalten von oberer Rem. aus, von Schnittbandkerntrafo

das Bild zeigt den Fluss, der allerdings bei der Sättigung oben flacher läuft.--emeko,21:22, 22.01.08 (CET)

von Peter Franfurt ist hier der Fluss viel zu breit eingezeichnet. Besonders der erste Anstieg muß oben flach abgeschnitten sein und sollte früher ansteigen, wegen der Sättigung. Richtig ist es im Bild siehe unten, allerding nicht die Sättigung sondern das Vormagnetisieren. --emeko, 18:00, 22.01.08 (CET)

An seinem Bild ist nur anders, dass er mit seinem B irgendwo im Negativen anfängt (unberechtigterweise, wie ich finde), damit er später dann symmetrisch zur Nulllinie rauskommt. Sonst sehe ich null Differenz. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Im Bild v. TSR-Verfahren ist die Trafo Remanenz eben negativ vor dem Start des Einschaltverfahrens. Du kennst zwar die Remanenz, verleugnest sie aber beim Trafo. Du fängst immer bei Magnetfluss = Null an beim Einschalten, was nur bei Trafos mit Luftspalt der Fall ist. Beim Ringkerntrafo ist sie max. 1,5 tesla. Siehe die Hysteresekurven die ich alle gezeichnet habe.--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Ok, lass sie hier negativ sein. Das ist aber Zufall. Genauso könnte sie je nach letztem Abschaltzeitpunkt positiv sein. Was passiert dann mit der Messkurve? Sie wandert weit, weit nach oben, und bleibt vor allem dort. Keine Chance, dass sie so schön um die Nulllinie pendelt wie in der Realität gefordert. Es passt einfach nichts! --PeterFrankfurt 23:17, 25. Jan. 2008 (CET)

Einzeichnung der Spannungszeitflächenfunktion Integral(Udt)

die Spannungszeitfläche ist doch direkt die Fläche unter dem Sinus im Bild.--emeko,21:22, 22.01.08 (CET)

Was ist denn das Integral anderes als die Fläche??? --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

es stört mich sehr, daß du in meinen Bildern herummalst. Du hättest eine Kopie herstellen können und dann drin malen können.

Äh, wie meinen? Kuck Dir die Dateinamen an. Das sind sehr wohl Kopien und dann mit einem "-IntU" im Namen erweitert. Das ist legal, weil die Originale mit völlig freier Lizenz auf WP stehen. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Du hast recht Entschuldigung. .--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Trotzdem ist deine Flusskurve im Bild mit den Zipfeln beim TSR fast richtig, wie du im nächsten Bild siehst. Hier ein Bild von dem TSR-Einschaltverfahren, mit Spannungszeitflächen, Flussdichte, Feldstärke und Strom. Es zeigt wie der Fluss, der von den Spannungszeitflächen transportiert wird, zur Spannung 90 Grad nacheilt, wenn der Trafo voll eingeschaltet ist, also im eingeschwungenen Zustand. Beim Vormagnetisieren ist zu sehen wie der Fluß nach jeder kleinen unipolaren Spannungszeitfläche etwas höher gebaggert wird, dort in der Pause liegen bleibt und dann aber ab der Remanenz in der Pause immer wieder auf den Remanenzwert zurückfällt, vor dem Volleinschalten. SOOO funktioniert das TSR Verfahren, was ich hier lediglich als Beweis für die Wirkung der Spannungszeitflächen bringe. Ich will euch wirklich nicht als Kunden werben.

Spannungszeitflächen, Flussdichte, Feldstärke, Strom des TSR Verfahrens beim sanft einschalten

. --emeko, 16:30, 22.01.08 (CET)

Das ist wie gesagt, dasselbe, was auch meine Zeichnung sagt. Allerdings wirft es die unten aufgeführten Probleme auf. --00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

nicht ganz dasselbe. Bei dir steigt die Flusskurve noch in der Pause, was sie aber nicht tut, denn wer sollte sie dort antreiben?.--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Zu diesen Spannungszeitflächen mache ich mir gerade so meine Gedanken. Folgendes ist mir aufgefallen: Wenn die Spannungszeitflächen den Fluss ausmachen, und die Spannung von außen durch die Steckdose aufgeprägt ist, dann wäre doch der Fluss in jeder Lebenslage identisch. Egal, was man hinten dranhängt. Das glaube ich einfach nicht.-PeterFrankfurt

das ist aber so, ich kann z.B. auch viele Trafos mit einem TSRL sauber vormagnetisieren, mit der gleichen Zipfelbreite und Anzahl, ich kann auch in der Pause Trafos dazu oder abhängen, es funktioniert danach genauso. Man muß es probiert haben, damit man es glaubt. Mir würde es wahrscheinlich genauso gehen, ich hätte auch Zweifel bevor ich es nicht mit eigenen Augen ausprobiert hätte. Du kannst auch einen PP Vortrag von meiner Homepage darüber runterladen.--emeko, 16:20, 22.01.08 (CET)

Nein. Der Fluss ist bei Last anders als bei Leerlauf, das sagst Du selbst wiederholt, der Spannungsverlauf ist aber in beiden Fällen identisch. q.e.d. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Das habe ich nie gesagt. Der Fluss wir lediglich minimal durch den Sekundärstrom vermindert. Die Sekundärspannung bricht ja auch bei Belastung nur wenig ein.--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET).

Wie geht diese Darstellung mit dem Fakt um, dass je nach Belastung auf Sekundärseite völlig verschiedene Ströme fließen?

Die Magnetisierung sieht den Laststrom nicht. Das hat alles Elmil schon lang und breit erklärt, man muß es nur lesen. Deshalb ist doch die These mit den Spannungszeitflächen viel souveräner, weil die Lastströme unbeachtet bleiben können. Wenn du mit den Strömen argumentierst, hast du die immer am Bein und musst zuerst den Leerlaufstrom rausfieseln, weil nur der zum Fluss gehört, was aber gar nicht geht.--emeko, 16:20, 22.01.08 (CET)

Man kann doch die Last nicht vernachlässigen. Das wäre unverzeihlich. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Siehe oben und alles bisher von mir und Elmil gesagte..--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Wie geht diese Darstellung mit dem Fakt um, dass bei nichtohmscher Belastung auf Sekundärseite nicht nur völlig verschiedene Ströme, sondern auch andere Zeitverläufe dieser Ströme fließen?

genaus wie oben beschrieben. Auch kapazitive Lasten verändern das EInschalten mit dem TSR-Verfahren nicht. Das kannst du auf meiner home page alles runterladen.--emeko, 16:20, 22.01.08 (CET)

Erstens rede ich nicht vom Einschalten, zweitens ändert das was am Stromfluss und damit unweigerlich am Magnetfluss. Bedenke: Die Hysterese, die Du auch selbst ständig zitierst, trägt B über I (bzw. H, ist aber direkt proportional) auf. I! Nicht U oder sonstwas. Und wenn I durch komplexe Impedanzen verbogen wird, dann geht das direkt in den Fluss ein. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Nein, nochmal der Magnetfluss sieht die Last nur unwesentlich bis nicht..--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

(Neu)Zu den beiden neuen Bildern: In beiden Bildern habe ich die Spannungszeitflächenfunktion, also Integral(Udt) mit eingezeichnet. In beiden Fällen fängt man echt bei 0 an, also ist auch keine weitere additive Konstante vorhanden.

Wenn man immer wieder die gleichen Fehler macht und die Remanenz verleugnet, dreht man sich im Kreis..--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Toll wie du die Remanenz wieder übergangen hast. Schon mal was von der Remanenz gehört?????

Was soll diese bescheuerte Unterstellung. Natürlich argumentiere ich selber mit der Remanenz. Wenn ich mich richtig erinnere, kenne ich die schon aus der Schule, wo ich dankenswerterweise einen ziemlich guten Unterricht hatte. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Da sage ich lieber nichts dazu..--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Der Einschaltstrom im oberen Bild ist doch wegen der Remanenz so hoch. Das sagen aber auch alle anderen Fachleute. Z.B. RaiNA. Siehe auch das Bild oben, (Spannungszeitflächen, Flussdichte, Feldstärke, Strom), wo man die Wirkung der Remanenz gut sieht, weil der Fluß nach dem hochbaggern dort auf der pos. Max. Remanenz liegen bleibt vor dem Volleinschalten. (Wenn du einen Trafo zum Ende der pos. Spannungs-Halbwelle ausschaltest, dann bleibt die Magnetis. auf der oberen pos. Remanenz liegen und zwar ewig.)--emeko, 16:20, 22.01.08 (CET)

Danach habe ich doch gar nicht gefragt? Gibt es dabei überhaupt eine Uneinigkeit? Immer diese Unterstellungen. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Wieder so eine 180 Grad Kehrwendung. Ich komme mir vor wie bei "Achtung Kamera". Ich wußte nicht, daß es das bei WP auch schon gibt..--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

In beiden Fällen fällt auf, dass die Kurve asymmetrisch zur Nulllinie verläuft und auch so bleibt. Das ist für den eingeschwungenen Betrieb vollkommen unrealistisch. -PeterFranfurt

Welche Fälle genau und zu welchem Zeitpunkt? Ich nehme an, du meinst die Spannung beim Vormagnetisieren oder nach dem EInschaltstrom? Beim Vormagnetisieren ist der Betriebszustand ja auch nicht eingeschwungen. Eingeschwungen ist sie nur beim Dauerlauf.--emeko, 16:20, 22.01.08 (CET)

Die beiden Fälle meinen die beiden Bilder, was sonst? In beiden Bildern fängt es mit den Einschaltvorgängen an (das war Deine Wahl, nicht meine) und läuft bis in den eingeschwungenen Betrieb. Und wenn das Integral dabei deutlich auf einer Seite der Nulllinie bleibt, ist es unrealistisch. Und so genau kann man die Zeichnung lesen, dass das von mir korrekt gezeichnet wurde. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Weiter hat die (Strom?) Kurve im eingeschwungenen Betrieb eine reine Sinusform, was ebenfalls unrealistisch ist, da sie ja angeblich den Magnetfluss darstellt und dieser nach der Hysterese ganz anders verlaufen muss.

Der Strom hat nicht die Form des Magnetflusses sondern die Spannung. Der Strom ist durch die Hyst. Kurve verbogen. Ich denke du meinst den Strom im Bild vom TSR-Verfahren. Da ist doch der Trafo belastet und das ist doch deshalb der Ohmsche Wirkstrom, der ganz in Phase zur Spannung liegt. Der kleine Blindstrom versteckt sich doch hinter dem Laststrom. --emeko, 16:20, 22.01.08 (CET)

Lies ein x-beliebiges Lehrbuch. Die Hysterese trägt B über H (oder I, sind immer direkt proportional) auf, nicht über der Spannung. Da liegst Du komplett falsch. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Aber die Spannung ist mit dem Magnetfluss 1:1 verknüpft..--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Aus meiner Sicht sind diese Bilder der Todesstoß für den Spannungszeitflächenansatz. Wir sind in den Naturwissenschaften: Ein einziges Gegenbeispiel genügt, um eine Theorie zu widerlegen. --PeterFrankfurt 15:43, 22. Jan. 2008 (CET)

Wieviel Todesstöße noch?? Im Jahr 2007 haben wir über 7000 solcher Todesstoß Artikel verkauft. Die Kunden sind doch nicht blöd. Frag doch einfach mal die Fachleute bei meinen Kunden, z.B. Siemens München. Stoß zu die Spannungszeitflächen werden es überleben.--emeko, 18:20, 22.01.08 (CET)

Ihr könnt ja gern verkaufen so viel Ihr wollt, solange es funktioniert. Zu Eurem Glück werden nur wenige Kunden merken, dass Ihr womöglich nicht so genau wisst, warum es funktioniert. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Wie es funktionier habe ich oben, heute am 23.01.08 ganz genau erklärt..--emeko, 11:14, 23.01.08 (CET)

Und wie gesagt, wenn emeko auf diese gezeichnete Grafik verweist: Die ist offensichtlich falsch. Korrekt und völlig davon abweichend sehen seine Messungen aus, die kann man gerne als Diskussionsgrundlage heranziehen. Fragen über Fragen. --PeterFrankfurt 23:41, 20. Jan. 2008 (CET)

Die Messungen sind doch Grundlage der Zeichnung, habe ich aber alles schon erklärt weshalb, die Stromspitzen sind die Passmarken. Du widerholst dich und gehst auf meine Antworten gar nicht ein.--emeko, 18:20, 22.01.08 (CET)

Dann hast Du aber Deine eigene Messung nicht richtig gelesen. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Nein, die Zeichnung ist über die Referenzmarken der Stromspitzen in der leichten Sättigung am Ende der Hysteresekurve konstruiert und genau wie in Wirklichkeit. Ich müsste mir einen Vierkanal-Oscilloskop besorgen, um das so zu messen. In 4 Wochen kann ich das machen. Aber ich frage mich wirklich weshalb ich mir mit Euch solche Mühe mache. Ihr wollt es gar nicht verstehen.--emeko, 10:30, 22.01.08 (CET)

Für mich sieht es definitiv anders aus. --PeterFrankfurt 15:43, 22. Jan. 2008 (CET)

Zu diesen Fragen hätte ich doch gern Antworten von emeko. Du fragst mir auch Löcher in den Bauch, dann darf ich auch mal fragen. Aber bitte einzeln antworten. --PeterFrankfurt 23:38, 21. Jan. 2008 (CET)

Dann zeichne doch mal den Zusammenhang wie du ihn siehst. Ansonsten Siehe oben.--emeko, 10:30, 22.01.08 (CET)

Ganz einfach. Ich würde die Spannung links liegen lassen, weil die völlig uninteressant für irgendwelche Details ist, indem sie ja von außen aufgeprägt ist und dadurch rein gar nichts von den inneren Vorgängen im System wiedergigt. Stattdessen würde ich wie die üblichen Lehrbücher vom Strom ausgehen. Da fehlt mir im Augenblick aber leider die Phantasie, wie das hochtheoretisch jetzt aussehen müsste. In der Praxis habe ich jedenfalls schon so kranke Oszillogramme gesehen mit Spitzen hier und Störungen dort, dass ich da mit jeder Theorie gegen die Wand gefahren wäre. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Lies doch auch mal meine Antworten zu den andern Fragestellern und Diskussionspartnern, dann muß ich nicht alles doppelt antworten.--emeko, 10:13, 22.01.08 (CET)

Bitte lese unbedingt die ausführlichen Erklärungen zu den Spannungszeitflächen von Elmil seit Anfang Dezember 07 durch.

Nein. Du hast das ja offensichtlich lange durchdiskutiert. Dann solltest Du in der Lage sein, obige Fragen in je maximal zwei Sätzen zu beantworten. Wenn Du wieder einen Schwall von >10 KB je Frage antwortest, zeigt mir das nur, dass Du keine wirklich klaren Gedanken dazu formulieren kannst. --PeterFrankfurt 15:43, 22. Jan. 2008 (CET)

Noch ein wichtiges Argument ist: Die Dimension des Magnetflusses ist [Vs] und das ist die Fläche unter der Spannung. Die Dimension der Feldstärke ist Ampere, [A]--emeko, 18:00, 22.01.08 (CET)

Die Dimension der Magnetische_Feldstärke ist A/m. Respektive, wenn man da nachsieht: es ist die Einheit, die Dimension ist Stromstärke durch Länge. Und beim Fluss ist die Einheit Weber, die Dimension Masse * Länge² / (Stromstärke * Zeit²). FellPfleger 17:29, 26. Jan. 2008 (CET)

Niemand bestreitet, dass man die Induktionsformel auch integral schreiben kann. Bloß kommt man dann sofort wieder in die Diskussion, die wir schon hatten, ob das die Klemmenspannung oder die hinter dem ohmschen Innenwiderstand oder eine interne Gegenspannung oder sonstwas ist. Da sind wir meiner Erinnerung nach zu keiner richtig befriedigenden Lösung gekommen, von keiner Seite. Ein Grund mehr, warum ich die Spannung lieber links liegen lassen würde. --PeterFrankfurt 00:28, 23. Jan. 2008 (CET)

Was Elmil schreibt ist eine sehr gute Argumentaion. Nur ich hatte lange gebraucht die innere induzierte Spannung anzuerkennen. Nach meinem neuen Messaufbau habe ich es aber voll akzeptiert was ELMIL sagt. Im Bild vom Messaufbau steht auch meine Begründung dafür..--emeko, 11:30, 23.01.08 (CET)

Allgemeines zu Spannungszeitflächen

Der Leerlaufstrom hat mit dem Laststrom überhaupt nichts zu tun. Der Leerlaufstrom fliesst immer. Der Laststrom entsteht erst durch die Schwächung der der induzierten Spannung in der Primärspule, die dann einen größeren Primärstrom zulässt. Der Leerlaufstrom versteckt sich dann hinter dem Laststrom. Usw. Der Leerlaufstrom ist mit der Primärspannung nicht in Phase. Der Laststrom ist mit der Primärspannung in Phase. Schaut doch auch mal auf meine Homepage, dort werdet ihr alles dazu finden. Hier ein Bild vom TSR Verfahren mit Last gemessen, im Unterschied zum Bild weiter oben wo im Leerlauf gemessen wurde. Ich kann Euch aber auch ein Bild senden, wo der Blindstrom, wegen falschem EInschalten über den Laststrom herausguckt, damit ihr die Phasenlage der beiden seht.

Messung von Spannung über Strom von TSR Einschalten mit Last

. --emeko, 10:48, 21.01.08 (CET)

Das ist doch wirklich schrecklich. Wir haben doch hier kein Podium zur Präsentation des TSR-Verfahrens, und mag es noch in so vielen Ampelsteuerungen eingebaut sein. Der Umstand, dass der Großteil der Techniknutzer nicht über die Technik bescheid weiß, belegt nicht, dass die Technik selbst nicht bekannt ist. Wenn man an eine Spule eine sinusförmige Spannung anlegt mit Dauer 180°, dann ist die Spannung immer > 0 und damit nimmt der Strom durch die Spule beständig zu, er erreicht sein Maximum nach 180°.

Einverstanden, Auch Hinweis für PeterFranfurt wegen 180 Grad und nicht 90 Grad.--emeko, 10:35, 22.01.08 (CET)

Legt man eine Cosinusspannung von 180° Dauer an, nimmt der Strom für 90° zu und dann symmetrisch für 90° ab, um nach 180° wieder Null zu sein. Lässt man die Spannung beliebig lange an, so ist im ersten Fall der Strom immer > 0, im zweiten Fall ändert er seine Polarität. Aber in beiden Fällen ist die Stromänderungsgeschwindigkeit identisch und damit kann man an einer eingebrachten zweiten Spule keinen Unterschied in der induzierten Spannung messen. Fertig, ganz einfach. Wenn aber, und nun kommt die Technik, und nicht die elementare Physik, der Stromhub identisch ist, einmal aber immer > 0 und einmal symmetrisch zur 0, dann ist die Stromamplitude im 1. Fall doppelt so hoch wie im zweiten. Da aber im Transformator ein Eisenkern ist, dieser eine Sättigungskurve hat, und damit der Fluss begrenzt ist, ist es für die Auslegung entscheidend, ob man den Trafo mit Sinus oder Cosinus startet. Denn oberhalb der Sättigungsflussdichte hat nun die Primärspule keine Induktivität mehr und es ist lediglich der ohmsche Widerstand, der den Strom begrenzt.

Bis hierher einverstanden, nur das mit dem doppelten Stromhub ist falsch. Im ersten Fall kann er bei einem 1kVA Schnittbandkerntrafo mit Luftspalt 60 Apeak hoch sein, siehe Messkurve und im zweiten Fall nur der Leerlaufstrom sein, wenn du einen Schnittbandkerntrafo mit Luftspalt nimmst, weil der Im Scheitel gut einschaltbar ist. Siehe Bilder.

Einschaltstrom eines Schnittbandkerntrafos

Beim Ringkerntrafo geht beides nicht, siehe die Messkurve weiter oben in der Diskussion. Ein Bild vom Scheiteleinschalten eines Trafos mit Luftspalt, also mit Null Remanenz zeigt das nebenstehende Bild, mit engl. Text. Dort ist das Einschalten im Scheitel goldrichtig wie man am fehlenden Einschaltstrom sieht.

scheitelschalter auf Trafo mit Luftspalt

.--emeko, 21:48, 22.01.08 (CET)

Was dann aber zur Folge hat, dass die "geklemmte" Magnetisierung innerhalb kurzer Zeit eine Symmetrierung des Stromes bewirkt. Und wenn hier nicht jemand seine Spannungszeitflächen verkaufen würde, wäre das schon längst geklärt. RaiNa 11:24, 21. Jan. 2008 (CET)

Du verallgemeinerst den Fall mit dem Luftspalttrafo und sagst das gilt für alle anderen Bauformen. Aber weit gefehlt. Beim Ringkerntrafo hast du einen Remanenz die fast so hoch ist wie die Max. Betriebsinduktion und dann ist nichts mehr mit dem Cosinus, sprich Scheiteleinschalten. --emeko, 10:55, 22.01.08 (CET)

Aha, das scheint also ein mir bisher nicht bekanntes Verfahren beim Einschalten zu sein, wo man zuerst nur die eine Polarität verwendet, aber anscheinend auch keine richtigen Cosinusse, sondern irgendwelche Spannungsimpulse. Da scheint noch irgendwas dazwischengeschaltet zu sein. Und was sollen Deine Spannungszeitflächen da helfen? --PeterFrankfurt 23:38, 21. Jan. 2008 (CET)

Jetzt kann ich mal jammern, weil der PeterFrankfurt auch das Scheiteleinschalten nicht kennt. --emeko, 10:55, 22.01.08 (CET)

Jetzt hast Du RaiNa schon wieder meine Antwort an Dich auf deinen Beitrag der hier drunter steht überschrieben und mir meine Antwort gelöscht.

Wer? Ich habe nichts gelöscht. --PeterFrankfurt 23:38, 21. Jan. 2008 (CET)

Toll. Ich versuchs nochmal. Du RaiNA widersprichst dich mit deiner Antwort oben zu der Antwort unten. Ich will nicht das TSR Verfahren präsentieren, sondern mit den Messkurven beweisen was im Trafo passiert.

Du kannst den Einschaltfall nicht mit stationären Betrieb erkären.

Also zumindest ich will den Einschaltfall gar nicht erklären! Das ist ein so ekliger Fall, da hilft Theorie wahrscheinlich sowieso nicht viel weiter. --PeterFrankfurt 23:38, 21. Jan. 2008 (CET)

Doch die Theorie und die Praxis mit den Spannungszeitflächen erklärt es ganz einfach. Ich erkläre mit dem TSR Verfahren den Einschaltfall und damit was im Trafo passiert, und Du steckst den Kopf in den Sand. Da kann man eigentlich aufhören.--emeko 20:20, 22.01.08 (CET)

Du RaiNA hast die unterschiedliche Remanenzhöhe wieder außer Acht gelassen. Aber egal, was ich sagen wollte ist auf deine Antwort vom 21.01. 00:27 mit der Maschenregel gemünzt. Im Augenblick wenn du die Spannung auf den unbelasteten Trafo schaltest, fliesst sehr wohl gleich ein Strom. Bei der Luftspule beginnt der Stromsofort stark zu steigen und beim Ringkerntrafo beginnt er mit einer Treppe von ca. 12mA waagerecht loszulaufen, wenn du die Magnetisiserung im senkrechten Ast der Hyst. Kurve laufen lässt, sie dort abholst. Das ist in der Messkurve von Spannung und Strom der Zeitbereich wo die Spannung zwischen den Punkten nach dem Nulldurchgang und dem Scheitel läuft. Mit diesem Strom zusammen wird über die Spannungszeitfläche die Energie zum ummagnetisieren der Weisschen Bezirke geliefert. Durch diesen sich ändernden Magnetfluss wird die Selbstinduktionsspannung erzeugt, welche die Primärspannung ist. Sonst währe nicht erklärbar, weshalb an einem aufgewickelten Draht mit zum Beispiel 0,2 Ohm Ri die volle Speisespannung abfällt und nur einen Strom von 12 mA fliessen lässt. Du kannst aber auch als Elektrotechniker argumentieren und sagen, daß die Primärspule in dem Fall eine große variable Induktivität ist, die in diesem Betriebspunkt eine große Induktivität hat, (in der Sättigung keine mehr hat), an der die Speisespannung abfällt und weil die Induktivität zuerst aufgeladen werden muß fliesst eben nur der Ladestrom von ca 12 mA zu Beginn der Aufladung. Die Maschenregel ist erfüllt: Uspeise = U an Ri + U an der Ind.

Spannung über Ringkern-Trafo-Leerlaufstrom

Der Unterschied: Ich schaue mikroskopisch in den Trafo und Ihr schaut makroskopisch drüber und interessiert Euch nur für den stationären Dauerbetrieb.--emeko, 12:14, 21.01.08 (CET)

Genau darüber sind wir uns absolut uneins! Die Spannungszeitfläche ist makroskopisches Schauen, genau wie die Annahme, Im Augenblick wenn du die Spannung auf den unbelasteten Trafo schaltest, fliesst sehr wohl gleich ein Strom. Ein "Augenblick" ist keine Zeit! "sehr wohl gleich" bedeutet: ich kann nichts Genaues sagen. Wenn man mikroskopisch schaut, dann definiert man einen Zustand, wendet das passende, grundlegende Gesetz an, und sieht, wie der Folgezustand aussieht. ok, was solls.RaiNa 12:34, 21. Jan. 2008 (CET)

Mikroskopisches Betrachten ist wie du in der folgenden Messkurve siehst, wenn man erkennen kann, daß der Strom sich gleichzeitig hebt mit der Spanung die angelegt wird.

Primär-Spannung über Eingangsstrom am unbelast. Ringkerntrafo, Sprung mit pos. Spannung von pos. Remanenz ausgehend

Dabei ist es interessant sich den Unterschied zum nächsten Bild anzusehen, wo sich der Strom zwar gleichzeitig beginnt zu heben, sich aber mit einer e-Fkt. auf den 12 mA Wert hebt, der längere Zeit konstant verläuft, was den senkrechten Verlauf der Hyst. Kurve beweist.

Primär-Spannung über Eingangsstrom am unbelasteten Ringkerntrafo, Sprung mit pos. Spannung von neg. Remanenz ausgehend

Hier ist auch zu sehen nach welcher Spannungszeitfläche die Sättigung beginnt, weil dann der Strom rasant nach oben geht. Die beiden Bilder sind wohlgemerkt mit Gleichspannung gemessen worden, was du früher einmal ausdrücklich für gut befunden hast. Das von dir oben benannte Gesetz ist hier das Anlegen einer Gleichspannung in einer Rechteckform, wobei man die Spannungszeitfläche sehr leicht ermitteln kann. Der dazu beobachtete Strom gibt die klare Antwort. Zufrieden? Die zum Erreichen der Sättigung nötige Spannungszeitfläche ist in den beiden Messungen wie zu sehen ist sehr unterschiedlich, weil es eben darauf ankommt von welchem Remanenzpunkt aus die positive Auf-Magnetisierung startet. Auch das beweist, besser als die Stromzeitfläche, die hervorstechende Wirkung der Spannungszeitfläche. Wie der Strom zur Hysteresekurve liegt kann daraus auch erkannt werden. Gerade beim Ringkerntrafo sind die von Euch immer wieder ins Spiel gebrachten Störungen wie, Luftspalt Streuinduktivität, Kernverluste usw. sehr klein im Verhältnis zu den anderen Kernformen, weshalb er sich meiner Meinung nach gut zum Studium der Trafo-Physik eignet. Die Messkurve mit dem Anlegen eines Konstantsromes mit 100V Quellspannung kann ich auch liefern, wenn es gewünscht wird. Es entstehen dabei ähnliche Bilder mit unterschiedlichen Antworten der Spannungszeitflächen. --emeko, 14:25, 21.01.08 (CET)

Noch´n Gedicht. Kann es sein, daß sich Elmil (und ich) nur auf den nennenswerten Strom beziehen, der sich erst im Nulldurchgang der Spannung erhebt und deshalb ja auch um 180 Grad nacheilt? Bei Nichtringkerntrafos ist dieser Strom alleine Sichtbar in der üblichen Darstellungsart. Und dann sind schon die Spannungszeitflächen wirklich viel früher da als diese Blindstromspitze, also deren Ursache. Die von mir oben gezeigten Bilder vom Ringkerntrafo zeigen jedoch, daß Spannungs-Zeitfläche und Strom gleichzeitig da sind, wenn man auch die 12 mA Treppe berücksichtigt. (Bis auf den Einschwingvorgang.) Das stellt eigentlich ein Patt her in der Diskussion oder? Siehe die Messkurve vom Trafo mit dem geschacht. Kern, mit dem Leerlaufstrom, der sich erst richtig nach dem Nulldurchgang bildet. (Makrosichtweise).

Spannung und Leerlaufstrom von Trafo mit geschacht. Kern

In der Mikrosichtweise sieht man aber gleich mit der Spannung einen Strom bei den Messkurven mit der Gleichspannungserregung. --emeko, 15:05, 21.01.08 (CET)

Grundsätzlich sind Spannungszeitflächen eine "gute" Sache. Ich will es nochmal an einen anderen Beispiel verdeutlichen: Der Impulserhaltungssatz sagt, dass die Impulsänderung gleich ist der Kraftwirkungsdauer. Was ist Kraftwirkungsdauer? Nun, klar: das ist eine Größe, die sagt, wie lang eine Kraft wirkt. Etwas exakter: Das Zeitintegral der Kraft von t0 bis t1 ist gleich der Impulsänderung zwischen t0 und t1. Und ein anderer Ausdruck wäre: Kraftzeitfläche. Den nutzt aber keiner. Man muss sich aber klar machen, dass der Impulssatz hier nur für eine ideale Situation gilt. Die Masse ist unverändert träge, ihre schwere Menge ist nicht verändert, es gibt keine Reibung, auch ist nirgendwo eine Feder eingebaut und was man sich noch so alles vorstellen kann. Alle diese technisch möglichen Seiteneffekte sind weggelassen. Aber, wenn man einen Transformator hat mit Hysterese, ohmschen Verlusten, Wicklungskapazitäten, usw, dann ist die Spannungszeitfläche einfach nichtssagend. Sie gibt Daumenwerte, verlangt stillschweigende Übereinkünfte usw. Und damit sind wir weit weg von elementarem Konsens.

Um den Transformator zu verstehen, muss man zuerst mal etwas viel einfacheres verstehen, nämlich den Ohmschen Widerstand. Wir wissen, in einem Stromkreis ist die Spannungssumme 0, seit Kirchhoff. Aber: In dem Moment, indem man den Stromkreis Batterie / Widerstand schließt, fließt kein Strom. Folglich gibt es keinen Spannungsabfall. Folglich ist das Gesetz verletzt, folglich kann niemals ein Strom fließen. Irgend etwas ist hier faul. Nur was? Wenn diese Frage beantwortet ist, dann kann man auch über "kompliziertere" Dinge wie Trafos reden. Und bitte nicht den Vorwurf, ich würde ablenken wollen. Lustigerweise habe ich heute zum ersten mal beim Googlen nach dem Kondensatorparadoxon eine richtige Antwort in einen Forum gefunden. Ansonsten wird immer rumgeeiert ohne Gnade. Also nochmal die Bitte: lasst uns zuerst versuchen, eine solch einfache Frage zu beantworten und dann machen wir die Physik des Transformators fertig. Grundsätzlich sind nämlich die Anstrengungen, Strom und Spannung am Trafo wirklich mal zu messen, sehr lobenswert und es würde vielen Physikern gut anstehen, das im Praktikum auch selbst gemacht und nicht nur vom Vorgänger abgeschrieben zu haben. RaiNa 00:27, 21. Jan. 2008 (CET)

Ja, was denn nun, gut oder schlecht? Wenn sie nur Schönwetterbilder sein sollen (nix Belastung oder Phasenverschiebung), dann weiß ich aber noch viel einfachere und verständlichere Darstellungen, indem man nämlich erstmal beim reinen Spannunsverhältnis=Windungsverhältnis bleibt. - Messungen sind wie gesagt das einzig Wahre, nur wenn emeko schöne Messungen macht, sie aber falsch interpretiert und sich stattdessen auf eine selber gemalte Grafik beruft, die seinen eigenen Messungen widerspricht, dann ist er auf dem Holzweg. - Kondensatorparadoxon, au weia. Da haben wir uns am Institut damals stundenlang die Köpfe heiß diskutiert, bis unser Prof entschieden hat, dass beim Zusammenschalten der beiden gleich geladenen (hmm, müssen wohl verschieden geladen oder von verschiedenem C sein) Kondensatoren ein "weißer (im Sinne von weißem Rauschen) Kurzschlussblitz" auftrete. Nun ja, glauben wir das mal. Steht dazu hier in der WP gar nichts? --PeterFrankfurt 00:39, 21. Jan. 2008 (CET)

Gut oder schlecht, die Frage kann ich noch gar nicht beantworten, weil es müßig ist, eine solche Diskussion in allen Einzelheiten zu analysieren und der Text entsteht mit einer Geschwindigkeit, die fast schon über Lichtgeschwindigkeit geht ;-). Deswegen ja das Slow Down. Und das mit dem KP, es ist ein Muster- und Lehrbeispiel für Denkweisen. Es ist sogar von echter technischer Bedeutung und wird den betroffenen überhaupt nicht bewußt. Kein Wunder also, dass man heiß diskutiert. Die Lösung ist ganz einfach: die Annahme, man könnte eine Schaltung aufbauen aus idealen Kondensatoren und einem verlustfreien Schalter ist falsch. Damit kommt man zu Widersprüchen. Die Lösung ist: die Schaltung hat noch eine Induktivität und so bildet sich ein Schwingkreis. Auch hier wieder die Alltagserfahrung aus der Mechanik: Entweder es schwingt, dann für alle Zeit oder es gibt etwas Verlust, dann schlägt das logarithmische Dekrement zu und am Ende ist Ruh. Aber, das ist dann wieder gar nicht lustig, würde man die Lösung hier in einen Artikel fassen, wäre das wieder OR oder jeder würde seinen Senf mit dazuschreiben und anschließend hätte man einen Hexenkesseltrank. Soviel zu der Technologie der gemeinsamen Wissensdokumentation. So, und nun positiv in den Morgen RaiNa 07:31, 21. Jan. 2008 (CET)

Fangt zuerst mal mit dem idealen Transformator an und werdet euch einig

Was hier passiert, ist nicht zielführend. Die Argumentationen finden auf einer Ebene statt, die mit der Funktion eines Transformators nichts zu tun hat. Hysterese, Remanenz sind keine funktionsbestimmenden Erscheinungen eines Trafos, sondern unangenehme Seiteneffekte. In der Argumentation mit "Spannungszeitflächen" gibt es für mich, auf den ersten Blick, eine große Lücke: Die Spannung wird aus einer Spannungsquelle der Primärwicklung aufgeprägt. Der Begriff der Spannungsquelle ist schon mal eine Idealisierung. Die Spannungszeitfläche ist nichts anders als das Integral der Spannung über die Zeit von t0 bis t1. Das bedeutet: der Experimentator bestimmt durch das Experiment die Spannungszeitfläche. Wenn nun aber durch innere Eigenschaften des Trafos bei gleicher experimenteller Anordnung unterschiedliche Ergebnisse entstehen (wie z.B. unvorhersehbare Einschaltstromspitzen, denn die Remanenz ist abhängig von der Vorgeschichte des Versuches), dann sagt das nicht mehr und nicht weniger, als dass die Spannungszeitfläche nichts aussagt. Und, noch am Rande, und falls ich mich nicht irre: Der Trafo, unbelastet, ist einfach eine Induktivität. An einer Induktivität ist die Ableitung des Stromes proportional zur anliegenden Spannung. Also ist die Stromänderung während einer Zeitdauer gleich dem Integral der Spannung über die Zeit, oder wie man es laienhaft ausdrück, gleich der Spannungszeitfläche. Warum auch nicht. Regel 1 meines Professors perfekt angewendet.RaiNa 07:44, 23. Jan. 2008 (CET)

Ich schaue mir das nu schon eine Weile an und muß feststellen, daß der Artikel inzwischen völlig unlesbar und Oma-untauglich geworden ist. Wie wäre es mit einer Auslagerung in ein Wikibook "Transformator"? -- Smial 08:43, 23. Jan. 2008 (CET)

Ja, gute Idee. Das würde den Artikel selbst kompakter machen. Lesenswert ist ja auch kein Kriterium für Umfang. Oder umgekehrt. Oho: genau dieses gegenseitige Abhängigkeit: Lesenswert<->Umfang zeigt ein Dilemma: Was bedingt was? Die Spannung den Strom oder der Strom die Spannung. Solange man mit der einen oder anderen Meinung sich identifiziert merkt man nicht: es ist beides richtig, denn das eine ist ohne das andere nicht denkbar. Physik erlaubt manchmal verblüffend einfache Lösungen: Der Transformator überträgt Energie. Energie entspricht Stromfluss unter Spannung während einer Zeit. Und so wandelt also ein Transformator für eine bestimmte Zeit Energie mit den Merkmalen Primärspannung, Primärstrom um in Energie mit den nun anderen Merkmalen Sekundärspannung, Sekundärstrom. So wie ein Getriebe eben Drehzahl und Moment verändert. Das sollte man verstehen können. ABER: Zweifel bleiben, denn man sehe nur, wie sich die Leute um Drehmoment kabbeln und stolz sind, dass ihr Diesel mehr Moment bringt als des anderen Benziner, aber nicht beachten, dass die Drehzahl eine ganz andere ist. (womit nichts gegen den einen oder anderen Motortyp gesagt sei: Friede!) RaiNa 09:17, 23. Jan. 2008 (CET)

Zu RaiNa:"der Experimentator bestimmt durch das Experiment die Spannungszeitfläche". Ich dachte wir wollen hier die Physik von Trafos die am 50 Hz Netz laufen beschreiben. Die Ferrittrafos für Schaltregler sollten bitte ein eigenes Kapitel bekommen. Also macht es Sinn die Spannung als gegeben anzusehen, was für Praktiker, a la OMA eine Richtschnur ist. "dann sagt das nicht mehr und nicht weniger, als dass die Spannungszeitfläche nichts aussagt." Das ist nun schon wieder der vorweggenommene Beweis, nach dem Motto: Was nicht sein darf kann nicht sein. Genug der Beweise,--emeko, 11:40, 23.01.08 (CET)

Das könnte das Missverständnis sein. Es gibt keine Physik des Trafos bei 50 Hertz am Netz. Und: Das Verhalten einer Induktivität ist bekannt, da gibt es nichts zu beweisen und schon gar nichts vorwegzunehmen. RaiNa 12:20, 23. Jan. 2008 (CET)

Du versuchst wieder die verschiedenen Trafobauformen und deren unterschiedliches Verhalten mit "einer Induktivität " und mit "einer Formel" zu beschreiben. Sehr allgemein und nicht verbindlich. Da braucht man kein WP sondern kann in ein Physikbuch der Mittelsufe vom Gymnasium schauen, wenn man Rat sucht. Dann schaltet Ihr eben ganz nach Schulbuchart, den Trafo weiter im Scheitel der Spannung ein, lasst den Magnetfluss vom Laststrom aufbauen, erkennt keinen Unterschied in den Hysteresekurven der verschiedenen Bauformen an und macht ein Kreuz mit sieben Siegeln vor dem Trafo, wie Peter Franfurt. So langsam wird mir klar, weshalb sich Elmil nicht mehr an der Diskussion beteiligt. Das wars dann. Wenigstens ich habe aber was aus der Diskussion gelernt und werde das Wikibook-Projekt weiterführen über den Trafo.--emeko, 13:29, 23.01.08 (CET)

Danke! Die ganzen technischen Details zur Magnetisierung gehören auch meiner Ansicht nach eher in eine Abhandlung als in einen Lexikonartikel. Ich werde den Transformator-Artikel in dieser Hinsicht aufräumen. Ein Hinweis über die ebenfalls mögliche Betrachtung der Magnetisierung als Ergebnis der Spannungszeitflächen kommt hinein, daneben ein Link auf das Wikibook zum Thema. Da kannst du das Thema dann beliebig vertiefen und auch lehrbuchmäßig erklären. In diesem Fall ist das eindeutig der bessere Weg. -- Janka 14:05, 23. Jan. 2008 (CET)

Darf ich mal anmerken, dass die Auslagerung in ein Wikibook auch erst dann eine Lösung wäre, wenn sichergestellt ist, dass dort dann auch was Richtiges steht? --PeterFrankfurt 00:20, 24. Jan. 2008 (CET)

Das wird dann aber dort diskutiert. -- Janka 19:43, 24. Jan. 2008 (CET)

Wir sich emeko aus der Diskussion raushalten?

Darf man den Kommentar von emeko Ernst nehmen, dass er weg ist?

Dann könnte ich mir diese nervtötenden, chaotischen Diskussionen allzugern sparen.

Falls ja, hat irgend jemand was dagegen, wenn wir auf den Stand vor seinen Einbringungen revertieren, dabei halt versuchen, andere, sinnvolle Ergänzungen drin zu lassen? --PeterFrankfurt 00:47, 24. Jan. 2008 (CET)

Möchtest du es machen? Ich wollte es so revertieren, dass der Hinweis auf die Betrachtung über die Spannungszeitflächen (die ja als Betrachtung durchaus nicht falsch ist) und das Wikibook drinsteht. -- Janka 19:45, 24. Jan. 2008 (CET)

Ich würde gern vermeiden, dass jetzt der Eindruck einer freudigen Party entsteht, nachdem emeko die Artikelarbeit eingestellt hat. Allerdings glaube ich auch, dass wir eine Menge Nerven und unnötige Arbeit sparen wenn wir wie vorgeschlagen revertieren. Gruß, --norro 22:44, 24. Jan. 2008 (CET)

Also ich könnte mich irgendwann in den nächsten Tagen dranmachen. Die Spannungszeitflächen fliegen dann bei mir aber komplett raus, weil ich nicht den allerkleinsten Vorteil in dieser Darstellung entdecken kann: mathematisch aufwendiger (wer kann schon integrieren) und dazu noch sachlich nichtssagend. --PeterFrankfurt 02:37, 25. Jan. 2008 (CET)

ja, ich denke auch, es besteht kein Anlass zu Freude. In der Wikipedia muss man einiges wegstecken, aber im wahren Leben ist es ja auch nicht anders. Nicht jede Anstrengung wird anerkannt und bringt Erfolg. Was den Begriff der Spannungszeitfläche angeht, so ist er ja wirklich ein Integral und ist bestimmt auch in irgend welchen Lehrbüchern zu finden. Das ist aber dann ein eigener Begriff. Das Problem mit Lehre und Wissen ist, dass man etwas Neues immer auf etwas Bekanntes zurückführt, bis es sich dann in der Breite eingebürgert hat, dann wird es zum Bekannten. Die nächste Generation kennt nun in der Regel die Herkunft nicht mehr. Es macht Mühe, jemandem klarzumachen, wie wichtig es ist, etwas Bekanntes als Unbekannt zu denken und es sich herleiten zu können. Diese Technik muss man so erlernen um sie dann auf wirklich Unbekanntes anzuwenden. Eigentlich sollte Wissen aus Lehrsätzen bestehen, parallel zu diesen Sätzen existieren dann die "Ausprägungen" dieser Lehrsätze und, wiederum parallel, die Herkunft des Lehrsatzes. Aber dafür ist die Struktur der Wikipedia nicht gut geeignet. Sehen wir also, wie man den Transformator so macht, dass man den Artikel wirklich mit Nutzen liest. RaiNa 07:35, 25. Jan. 2008 (CET)

Mein letzes Wort! Warum ich aufgehört habe zu diskutieren: Gerade PeterFrankfurt hat die Diskussion für meine Verhältnisse von der Sachlichkeit weg hin zu Gefühlen und Meinungen gebracht. Er hat nie auf meine Fragen eine konkrete Antwort gegeben. Wenn er einen Irrtum seinerseits zugeben musste, kam höchstens ein: Na und was solls? Er hat den Spitzenleerlaufstrom in der Mitte der Hysteresekurve platziert, den Start der Magnetisierung beim Einschalten beharrlich als Neukurve von B=0 aus laufen lassen, auch beim Ringkerntrafo, meine bewährte Zeichnung, Spannung über Hysteresekurve über Strom, als falsch hingestellt und am Schluß gar behauptet ich würde nicht wissen warum das Trafoschaltrelais überhaupt funktioniert. Da bleibt mir einfach die Sprache weg. Auf so einem Niveau diskutiere ich nicht mehr weiter. Ich bitte euch anderen lasst den peterfranfurt nicht an die Revertierung des Artikels. Bei seiner geringen Sachkenntnis kommt da nichts gutes heraus. Ich bedaure es, mit euch anderen nicht weiterdiskutieren zu können.--emeko, 09:33, 25.01.08 (CET)

Dass ich nicht sachlich bleiben kann, wenn man mir auf die Nerven geht, ist wahrscheinlich wirklich eine Schwäche, sorry auch an die Zaungäste. Aber mir geht es um die Korrektheit. Und wenn man mir Vorteile einer neuen Darstellungsart vorführen (geschweige denn beweisen) kann, bin ich normalerweise auch gern dabei. Bloß hier sehe ich nichts. Die Spannungszeitflächenfunktion habe ich in die Messkurven eingezeichnet und finde sie total langweilig. Sie zeigen keinerlei interessante Details, vor allem jene nicht (irgendwelche Peaks am Hysteresenende oder so), die emeko daraus lesen wollte. Nichts. Deshalb habe ich nach anfänglichem Staunen irgendwann auf Abwehr umgeschaltet. Und dann halt diese genauso ehrabschneidenden Unterstellungen, wir wüssten hier nichts von Remanenz oder Hysteresen. Aber angeblich werde ja nur ich ausfallend. Nochmal: Wenn in jener Messkurve die Remanenz vorher zufällig positiv statt negativ gewesen wäre, dann würde die Spannungszeitflächenfunktion oben in den Wolken verlaufen und noch viel unrealistischer werden. Wenn emeko mir geringe Sachkenntnis beim Transformator unterstellt, hat er bis zu einem gewissen Grad sogar recht, aber seine mathematisch falschen Behauptungen kann ich halt sogar mit Schulwissen widerlegen. --PeterFrankfurt 23:24, 25. Jan. 2008 (CET)

Dazu ist alles schone lange gesagt worden von mir.--emeko, 16:15, 26.01.08 (CET)

Wo bleibt die Diskussionskultur?

Da habt ihr euch ziemlich ineinander verhakt. Habe zwar nur diagonal gelesen, hat mir aber stellenweise schon den Magen umgedreht.

Da ist einmal Emeko allein auf weiter Flur, der in der Sache wohl richtig liegt, allein, er kann es nicht vermitteln. Alles viel zu langatmig, manchmal auch mit unsauberen Erklärungen, die zwar nichts an der Stimmigkeit der großen Linie ändern, aber das Verständnis nicht gerade fördern. Wenn sich dann noch alles nur noch um seine Einschaltmimik dreht, als ob das der ganze Trafo wäre, dann wird´s einfach zu viel. Deswegen ist es vielleicht der Sache im Augenblick ganz dienlich, wenn er sich etwas zurück genommen hat.

Ergänzt wird dieses Drama durch seine Freunde, die ihr Unwissen hinter einer großen Klappe zu verbergen versuchen. Da hat sich so viel Quatsch angesammelt, daß es schwer ist irgend wo anzufangen. Deshalb nur einige Beispiele.

Ein leerlaufender Trafo (mit Eisenkern) verhält sich selbstverständlich wie ein nichtlinearer Widerstand. Schließlich verändert Eisen je nach Sorte sein µ auch innerhalb der Hystereseschleife typisch um den Faktor 10 auch innerhalb der Schleife, bei Einbeziehung der Sättigung sogar um mehrere Zehnerpotenzen.

Streufluß hat nichts, aber auch gar nichts mit den Vorgängen im Kern zu tun. Anders lautendes ist eine weitverbreitete, aber äußerst laienhafte Vorstellung.

Magnetfluß im Kern und Spannungszeitfläche an der Wicklung einer Spule (um diesen Kern) gehören unmittelbar zusammen. Man sollte sich anstrengen, es zu verstehen, nicht, es nicht zu verstehen. Es ist natürlich richtig und wichtig, daß nur die um die ohmschen Spannungsabfälle bereinigte Spannung zu dieser Fläche beiträgt. Aber gerade der leerlaufende Trafo ist ein Paradebeispiel dafür, daß man wegen der prozentual äußerst geringen Spannungsabfälle, die der Magnetisierungsstrom verursacht, ohne großen Fehler zu machen, unnmittelbar von der Klemmenspannung ausgehen darf.

Die viel gequälten und geschundenen Einschaltvorgänge lassen sich astrein und schlüssig nur über die Einwirkung von Spannungszeitflächen auf die Magnetisierungsvorgänge erklären und verstehen, in letzter Konsequenz allerdings auch nur unter Einbeziehung von Spannungsabfällen, die vom Magnetisierungsstrom verursacht werden. Falls Interesse besteht, ließe sich das in einem separaten Beitrag näher erläutern. Womit allerdings nicht gesagt sein soll, daß das im Trafo-Artikel eine große Rolle spielen sollte.

Es zeugt nicht gerade von großer Kompetenz, immer dann wenn´s schwierig wird, "dynamische Effekte" oder "Dreckeffekte" zu Hilfe zu rufen, damit zu vernebeln oder "gelangweilt" den richtigen Zusammenhängen aus dem Weg zu gehen. Wikipedia sollte nicht zum Laienspieltheater verkommen und die Diskusiionsbeiträge sollten sachlich bleiben, auch wenn die Partner manchmal schwierig sind.--Elmil 23:37, 27. Jan. 2008 (CET)

Kontra. Die Spannungszeitflächenfunktion haben wir jetzt eingezeichnet in den Diagrammen vor uns liegen, einmal von mir und einmal von einer Quelle, der emeko vertraut. Sie zeigen, wie der Fluss bei seiner Einschaltmimik durch die mehrfachen Schaltvorgänge stufenweise ansteigt, nicht mehr. Aber zur eigentlichen Trafofunktion sehe ich in diesen total langweiligen Sinussen (wenn man den Fall ohne Thyristoren nimmt) nicht die kleinste Information. --PeterFrankfurt 00:57, 28. Jan. 2008 (CET)

Ich muss Elmil bescheinigen, dass, wenn ich es richtig verstehe, er in praktisch allem Recht hat. Also bleibt nur die Frage: was versteht man richtig. Wir sind uns einig: eine Spannungszeitfläche ist nichts anderes als ein Zeitintegral, wenn man die Zeitachse als X und den Spannungswert als Y nimmt. Und man malt das Ganze in definiertem Maßstab auf Papier und zählt die Kästchen aus. So könnte man sich auch einigen auf Papier 80g/m² und die Masse bestimmen. Also Spannungszeitmasse. Nur'n Witz. Tatsache ist: wenn man integriert, hat man eine Variable frei, so wie man beim Differenzieren die Konstanten verliert. Und die Frage ist, was ist der physikalische Hintergrund dieser Variable. Weitere Tatsache: wenn man sich in der Bestimmung der Nulllinie minimal vertut, dann integriert sich dieser kleine Wert über die Zeit auf zu riesigen Werten, während die Sinusspannung immer wieder zwischendrin Null ergibt. Man muss also genau aufpassen, was man sagt und meint. Im idealen Fall ist die Spannungszeitfläche nichts als die Flussänderung. Nur: im idealen Fall! Das bedeutet: man geht von Fluss 0 aus bei Zeit 0. Und dann hat man kein Problem: man schaltet zum Spannungsmaximum ein, der Fluss steigt, solange die Spannung positiv ist, das sind 90°, bis auf einen Wert Z, fällt dann ab auf 0 bis 180°, steigt auf -Z bei 270° und wird wieder 0 bei 360°. Würde man beim Nulldurchgang einschalten, stiege der Fluss bis 180° an auf 2, fiele dann auf 0 zurück bei 360° und wäre: oh Wunder! immer positiv. Da nun aber Transformatoren so ausgelegt sind, dass sie die Magnetisierungskennlinie symmetrisch benutzen, würde ein Betrieb mit initialem Nulldurchgang zwangsläufig in Bereiche führen, in denen Sättigung stattfindet. Ohne ohmsche und sonstige Verluste wäre das ja nicht schlimm, denn die Energie einer Spule kommt ja wieder zurück, egal ob die Induktivität groß oder klein oder definiert veränderlich ist. Was also passiert: Wir schalten bei 0 ein, nach 90° ist die Magnetisierung schon 1, also Nennfluss(dichte), dann sinkt die Induktivität ab, der Strom steigt schneller an, die ohmschen Verluste werden relevant. Der Fluss nimmt nicht mehr signifikant zu bis 180°. Dann kommt die negative Phase der Spannung, der Fluss geht nun zurück, die ohmschen Verluste nehmen ab, und wir magnetisieren stärker ab, als wir vorher aufmagnetisiert haben, das bedeutet, wir kommen zu negativen Flüssen, der Trafo kommt in seinen "normalen" Betriebszustand.

Nun noch zur Frage der Remanenz und der katastrophalen Effekte beim Ringkern: Der Ringkern hat von allen Transformatoren die größten Eisenquerschnitt und die kleinste Eisenweglänge. Also ist der magnetische Widerstand des Kreises minimal. Da aber der Fluss, wie im ohmschen Gesetz, proportional zur Spannung (Durchflutung) ist und umgekehrt zum Widerstand (Reluktanz), kann schon eine minimale Durchflutung zu sehr hohen Flüssen führen. Und diese minimale Durchflutung entsteht aus, respektive ist identisch, der Restmagnetisierung, oder Remanenz. Wer will, kann ganz einfach ein Experiment machen: Viele Stabmagnete hintereinander gefügt, ergeben eine langen Stab, der aber zunehmend instabil wird. Dann kracht er zusammen und es gibt ein chaotisches Geklump von Magneten, die sich alle gegenseitig irgendwie anziehen. Führt man ihn aber vorsichtig zu einem Kreis zusammen, ist das eine recht stabile Anordnung, die deutlich weniger Energie enthält als der Stab, aber einen wesentlich größeren Fluss erzeugt, denn es gibt ja keinen Luftspalt. Ok, ich hoffe, das war zu verstehen und ist nachzuvollziehen.

Was den Streufluss angeht: da stimme ich völlig zu. Streufluss ist ein Name für einen Effekt, den man ganz einfach erklären könnte, denn es ist einfach so, dass Ferromagnete keine idealen Leiter sind und Vakuum kein idealer Isolator. Und der Streufluss ist dann die Nebelkerze, hinter der alles verborgen wird, was man nicht so elementar versteht. Unter anderem auch die Funktion eines Transformators, der vom Idealen abweicht. FellPfleger 08:03, 28. Jan. 2008 (CET)

Dankedankedanke, dass jetzt jemand anders auch nochmal klarstellt, dass die ganze Einschaltproblematik damit zusammenhängt, dass der Eisentrafo zwei sehr unterschiedliche Bereiche des B/H-Zusammenhangs besitzt. Ich hatte ziemlich am Anfang eingeworfen, dass dies für den Lufttrafo nicht gilt, man also alles speziell für den Eisentrafo formulieren muss.

Ich weiß nicht, ob es hilft, aber ich hatte auch die geringere Gegenspannung im Sättigungsfall durch das kleinere L als Erklärungsversuch herangezogen. Vielleicht kriegt man so eine geschlossene Form hin. -- Janka 16:27, 28. Jan. 2008 (CET)

Kontra und Langweiliges

Beim Skat gibt´s auch Kontra und manchmal geht auch der in die Hose. Aber ich will niemanden langweilen.

FellPfleger hat schon vieles ganz richtig erkannt.

Die Spannungszeitfläche ist das Spannungs/Zeit-Integral, aber bei unseren Betrachtungen sprechen wir immer vom bestimmten Integral, d. h. vom Wert der Fläche zwischen 2 Grenzen. Da gibts keine "Variabele" mehr, die in Wirklichkeit eine zunächst unbestimmte Konstante ist. Diese wird durch Einsetzen der Grenzen, d. h. durch Festlegen der sog. Anfangsbedingungen bekanntlich eliminiert. Das bestimmte Integral hat immer einen festen Wert, in unserem Fall den einer Fläche unter Spannungskurve, identisch mit einem Magnetfluß.

Bei welchem Fluß man anfängt, steht einem frei, der kann 0 sein, das kann auch der Remanenzfluß sein. Der Fluß wird ja nicht integriert, da wird ja nur der Startpunkt festgelegt. Integriert wird die Spannung und wenn diese eine reine Wechselspannung ist, käme der Fluß nach einer Periode immer wieder am Startpunkt an. Startet man also bei Fluß=0 und mit Beginn einer Halbwelle, so würde der Fluß nach einer Halbwelle bis zum doppelten des "normalen" Wertes ansteigen, wie das im vorigen Beitrag ganz richtig abgeleitet wurde und er käme dann nach einer Periode beim Fluß 0 an. Der Mag. Strom wäre dann ein pulsierender Gleichstrom. Dies gilt übrigens grundsätzlich, auch beim reinen Lufttrafo, es ist falsch, da einen Unterschied zu machen zwischen Eisenkern und Luftspalttrafo. Es ist eher umgekehrt, beim Eisenkern steigt der Fluß wg. Sättigung u.U. gar nicht auf den doppelten Wert, bei Luft immer. Dazu später noch mehr. Hat die treibende Spannung dagegen eine Gleichspannungskomponente (gleichbedeutend mit 2 unterschiedlichen Halbwellen), so würde sich der Fluß von Periode zu Periode immer weiter in Richtung der größeren Halbwelle verschieben (hochintegrieren). Auch hier würde sich als Mag.strom allmählich ein Gleichstrom einstellen.

Ich habe "käme" und "würde" gesagt, denn ganz so ist es eben nicht, weil hier etwas ganz Entscheidendes zum Tragen kommt. Das ist der Spannungsabfall verursacht durch den Magnetisierungsstrom, ohne den ein Trafo u. U. gar nicht richtig funktioniert. (Nicht der Spannungsabfall ist die Katastrophe, sondern ohne diesen wär es eine!). Eine Verfeinerung der Spannungszeitflächenbetrachtung ergibt nämlich, daß immer in der Halbwelle, die mit dem größeren Strom behaftet ist, zum Magnetisieren die kleinere Spannungszeitfläche zur Verfügung steht, weil wirksam ist immer nur Unetz-I*Ri. Durch diesen Effekt symmetriert sich der Magnetisierungsvorgang selbsttätig, d. h. der Schleifennullpunkt verschiebt sich solange von Periode zu Periode, bis Unetz-I*Ri für beide Halbwellen gleich ist.

Sind die beiden Netzhalbwellen nicht gleich (der andere Fall), verläuft die Magnetisierung im stationären Zustand nicht symmetrisch zum Schleifenmittelpunkt, sonder bekommt einen Offset. Die unterschiedliche Mag.-Ströme und die damit verbundenen untersch. Spannungsabfälle gleichen dann die Netzunsymmetrie aus.

Im eingeschwungenen Zustand gilt: sowohl auf- als auch abmagnetisierende Sp. Zeitflächen müssen immer exakt gleich sein, weil unterschiedliche Flußhübe nicht zulässig sind.

Diese symmetrierende Wirkung des Magnetisierungsstromes durch seinen Spannungsabfall greift natürlich auch, wenn, wie z. B. beim Einschalten der Fluß in den Sättigungsast fährt, weil dort die Ströme dann doch eskalierend größer werden. Wichtig ist aber, daß nicht die Sättigung an sich den Flußanstieg begrenzen kann, sondern dieser immer nur über das dadurch verursachte I*Ri begrenzt wird. Der Fluß steigt trotz vieler anderslautender Erklärungsversuche grundsätzlich solange an, bis Unetz-I*Ri=0 ist. Mit anderen Worten: Jedwede Spannung, die nicht als I*R abfällt, muß sich in einem Flußanstieg wiederfinden. Dies ist ein Grundsatz, an dem nicht gerüttelt werden kann. Jeder Versuch ist zwecklos...und langweilig.

Beim reinen Lufttrafo läßt sich der Vorgang auch über eine Differenzialgleichung analytisch lösen, weil da die Induktivität L konstant ist. Da kommt dann raus, daß der Gleichstromanteil mit der Zeitkomnstante T=L/R abklingt. Beim Eisentrafo geht das nicht, weil L in weitem Bereich variabel ist. Da wäre eine mathematische Behandlung nur iterativ (von Halbwelle zu Halbwelle)unter Zugrundelegung der Hysteresekennlinie und unter Verwendung der Spannungszeitflächenbetrachtung möglich.

Nach diesem Erklärungs-u. Verständnisprinzip kann man nun die verschiedenen Varianten möglicher Einschaltvorgänge durchdeklinieren. Das notwendige Handwerkzeug liefert der fundamentale Zusammenhang von Spannungszeitflächen und Magnetfluß. Wer das alles so erklären kann, ohne diese Gesetzmäßigkeiten, der soll es mir zeigen. Ich wäre gespannt.

Übrigens eine spannende Frage in diesem Zusammenhang ist auch die: Was passiert, wenn der Trafo mit einem Einweggleichrichter belastet wird. Da muß der Trafo Gleichstrom übertragen. Kann der das?

Was da noch über Remanenz steht, kann ich nicht nachvollziehen. Die Durchflutung im Remanenzpunkt ist 0. Für mich hat Remanenz etwas mit der Koerzitivkraft Hc zutun. Da muß einfach zur Flußveränderung eine Schwelle überwunden werden. Ist dies nicht gegeben, bleibt der Fluß eben im Remanenzpunkt hängen.

Zum Streufluß will ich noch ergänzen: Auch ein Trafo mit einem Kern mit µ=unendlich hat Steufluß. Dieser hat nichts mit dem Kern zu tun, sondern nur mit der Anordnung der Spulen. Streufluß findet in den und zwischen den Wicklungen statt. Es gibt nur eine Spulenanordnung, die ,wie ich glaube, völlig streufrei sein müßte. Eine Wicklung aus einem Koaxkabel, dessen Schirm die eine Wicklung bildet und dessen Seele die andere. Geht natürlich nur bei einem 1:1 Trafo.

Lieber FellPfleger, Du bist mit der Nase schon ganz nah dran. Deine Bemerkung zur Dimension des Flusses (schon eine Zeit her) habe ich überprüft. Ich habe nämlich bei mir zu Hause an der Steckdose die Spannung gemessen und es waren tatsächlich 230 Kgm²/As³. MfG --Elmil 21:28, 28. Jan. 2008 (CET)

Wo bitte Fellpfleger kann ich so ein Messgerät mit dieser Eichung kaufen?--emeko, 09:42, 29.Jan. 2008 (CET)

An den Ausführungen oben habe ich praktisch nichts auszusetzen. Nur unterstützen sie aus meiner Sicht genau das Argument, dass die Spannungszeitflächenfunktion keinerlei hilfreiche Informationen liefert. Messen können wir doch immer nur die außen anliegende Klemmenspannung, und die ist nun mal gleich der ansteuernden 230-V-Spannung aus der Steckdose. Dass man davon einfach den mit dem Ohmmeter gemessenen Innenwiderstand und den Spannunsgabfall daran abziehen muss, wie es emeko machen wollte, ist, fürchte ich, zu einfach. Außerdem müsste man dann erst wieder Genaues über die aktuellen Stromstärken wissen, um diesen Spannungsabfall bestimmen zu können. Und schwupps sind wir dort, wo ich immer hin will, dass man doch statt der Spannung lieber den Strom betrachten sollte. Da tut sich nämlich alles, da kommen wir direkt zur Hysterese, da können wir direkt ablesen, wo innerhalb der Hysterese wir uns gerade bewegen. Das kann ich bei der Spannungszeitflächenfunktion eben nicht. Die ist nach dem Einschwingen immer ein langweiliger Sinus, kein bisschen mehr, egal ob Last da ist oder nicht. --PeterFrankfurt 01:14, 29. Jan. 2008 (CET)

Nach Elmils klärenden Worten, über die ich sehr froh bin, weil er es sehr gut versteht etwas Schwieriges einfach darzustellen, fasse ich noch einmal Mut mich zu melden.

(Auf Peterfranfurts Einwände zu antworten bringt für mich nichts mehr, weil er immer wieder die gleichen Fehler macht. Er ist wirklich Beratungsresistent.)

Hier unten nochmal das Bild von dem TSR-Einschaltverfahren, mit Spannungszeitflächen, Flussdichte, Feldstärke und Strom. Der Ausgangsstrom ist übrigends auch zu sehen und zeigt mit 0,3Apeak, daß eine ohmsche Last angeschlossen ist. Das Bild zeigt wie der Magnetfluss Phi, ausgehend von der neg. Remanenz von -0,95 Tesla, also dem zufälligen Startpunkt, durch die kleinen Spannungszeitflächen Schritt für Schritt höher, nach plus transportiert wird. Beim Vormagnetisieren ist hier also sehr schön zu sehen wie der Fluß nach jeder kleinen unipolaren positiven Spannungszeitfläche etwas höher gebaggert wird, dort in der Pause auf einer neuen Remanenz liegen bleibt, usw. und dann aber wenn die maximal Remanenz erreicht ist, in der Pause immer wieder auf den Maximal-Remanenzwert zurückfällt, bis zum endgültigen Volleinschalten. Interessant ist hier, daß der Magnetfluss im Eisenkern hier integriert wird, solange nicht die Maximal-Remanenz erreicht ist. Danach, wenn weitere unipolare Spannungszipfel auf den Trafo gegeben werden, das kann unendlich lang passieren, wird die Magnetisierung bis zum Wendepunkt der Hyst. Kurve gefahren und fällt dann selbsttätig in der Pause wieder zurück auf die Max.-Remanenz. Ab hier reagiert der Kern dann wie eine Magnetische Feder und integriert den Fluss nicht mehr. Dieses Verhalten kann man nur mit den Spannungszeitflächen zusammen mit der Form der Hysteresekurve erklären. Die Zipfelbreite die nötig ist um mit dem nächsten Zipfel jedesmal von der max.-Remanenz bis genau zum Wendepunkt zu kommen ist logischerweise abhängig von der Form der Hysteresekurve. Beim Ringkerntrafo ist der Zipfel klein, weil der Induktionshub vom Max.Rempunkt aus gering ist, beim Trafo mit Luftspalt groß, weil dort der Induktionshub groß ist. Das passt genau zu den Kurven. Seht euch die Hysteresekurven an. Sie stehen hier auch in der Diskussion weiter oben. Alles ist an der Hysteresekurve ablesbar. Auch die Lage der Leerlauf-strompeaks genau im Wendepunkt. Mit den Spannungszeitflächen kann man das Trafo-Verhalten ausschliesslich graphisch erklären und verstehen. Wie gesagt, auch die Last beeinflusst den Magnetfluss im Kern nur vernachlässigbar gering, weshalb auch im Lastfall die Erklärung mit den Spannungszeitflächen gut und reproduzierbar ist.

Das TSR Verfahren, bringe ich hier lediglich als Beweis für die eindeutige Wirkung der Spannungszeitflächen, als schönes Beispiel.

Spannungszeitflächen, Flussdichte, Feldstärke, Strom des TSR Verfahrens beim sanft einschalten

.

Eine Frage an Elmil habe ich noch zu seiner Aussage: "Die Durchflutung im Remanenzpunkt ist 0. Für mich hat Remanenz etwas mit der Koerzitivkraft Hc zutun. Da muß einfach zur Flußveränderung eine Schwelle überwunden werden. Ist dies nicht gegeben, bleibt der Fluß eben im Remanenzpunkt hängen." In welchem Remanenzpunkt? Es gibt viele Remanenzpunkte innerhalb der + - Maximal-Remanenzpunkte. Die Koezitivkraft im Weicheisen ist doch sehr klein. Auch mit ganz kleinen Spannungszeitflächenzipfeln kann die Magnetisierung in Richtung der max. Remanenz transportiert werden, das habe ich ausprobiert und keine Schwelle festgestellt.--emeko, 10:07, 29.01.08 (CET)

Wenn Peterfrankfurt die Hysteresekurve vom Ringkerntrafo und das folgende Bild vergleicht, (was ich auch schon weiter oben stehen habe), sieht er welche Peaks ich meine, nämlich die Strompeaks die genau im Wendepunkt der Hysteresekurve entstehen, weil genau da der Spannungsnulldurchgang ist, wie in dem Bild hier zu sehen ist. Aber er glaubt wohl immer noch wie bisher, daß der Spannungsnulldurchgang zur Mitte der Hysteresekurve gehört und ich meine messkurven falsch deute. Aber was gibt es da falsch zu deuten? Daß der Spannungsnulldurchgang und der Strompek zum gleichen Zeitpunkt geschehen ist doch klar oder? Übrigends wegen dem 100 Ohm Strommess-Vorwiderstand liegen beide nicht ganz genau übereinander, was aber auch wieder die Theorien von oben beweist. Mit einem 10 Ohm Vorwiderstand liegen sie ganz genau übereinander, das habe ich nachgemessen.

Spannung über Ringkern-Trafo-Leerlaufstrom

.

Hysteresekurve von Ringkerntrafo

.--emeko, 10:35, 29.Jan.2008 (CET)

Es ist egal, an welchem Remanenzpunkt in der Schleife man gerade hängt. Immer wenn Du Spannungszeitfl. anlegst erzwingst Du eine Flußverschiebung in der Schleife. Der Mag. Strom, der sich bei diesem Vorgang zwangsläufig einstellt muß so groß sein, daß er die in diesem Punkt erforderliche Koerzitivkraft überwindet.

Lieber Emeko, es wäre mir sehr recht, wenn du Dich aus dieser Diskussion jetzt mal eine gewisse Zeit heraushalten würdest. Ich hoffe es ist nicht zu viel verlangt. Wie bekannt, habe ich es hier schon mit einem sehr beratungsresistenten Freundeskreis zu tun und die Diskussion wird sonst einfach zu unübersichtlich. Ich bitte um Verständnis. MfG. --Elmil 11:19, 29. Jan. 2008 (CET)

Lieber Elmil, ok ich werde jetzt erst wieder eingreifen, wenn ich gar nicht mehr anders kann, was wohl erst passiert wenn Du dich wieder ausklinkst... Ich finde es sehr gut, daß du nun den tragenden Part übernimmst. Du weißt schon länger als ich, daß die Spannungszeitflächen richtig sind. Aber verstehe mich bitte, mit dem Trafoschaltrelais kann man die Wirkung der Spannungszeitflächen so eindeutig und anschaulich beweisen. Auch deine Antwort auf den Magneten über der Supraleitenden Spule ist goldrichtig. Erst wenn der Magnet bleibend einsinkt, nach dem hinunterdrücken, hätte eine SPANNUNGS-Zeitfläche gewirkt. Wenn er wieder hochkommt nicht. Man muß vielleicht noch dazusagen, daß die Spule kurzgeschlossen ist.--emeko, 13:52, 29.Jan. 2008 (CET)

Hallo PeterFrankfurt! Hast Du Dir das mit dem "Schwupps" gut überlegt? Ich fürchte nein. Du hast offensichtlich noch nie das Problem gehabt,irgend einen Vorgang am Trafo analysieren, verstehen und begründen zu müssen. Sonst müßte Dir ja aufgefallen sein, daß Du den Strom, an dem Du alles festmachen willst, gar nicht kennst. Der ergibt sich eben erst aus der Kausalkette:

Von der Spannung zum Fluß (identisch mit Sp.- Zeitfläche), über den Kernquerschnitt zur Induktion, von da über die mag. Kennlinie zur Feldstärke und von da über Eisenweglänge zur Durchflutung bzw. Strom.

Klar, zuallererst kommt die Spannung. Die habe ich als "langweilig" unter den Tisch fallen lassen, sorry. Aber es wird ja schon im zweiten Glied der Kette interessant: Die Spannung, die integriert dann den Fluss ergibt, ist eben nicht identisch mit der außen angelegten Klemmenspannung. Wenn man den Innenwiderstand und ggf. die Phasenverschiebung der an ihm anfallenden Spannungskomponente vernachlässigt, verliert man die wichtigen Details. --PeterFrankfurt 23:53, 29. Jan. 2008 (CET)

Abgesehen davon, daß der Spannungsabfall beim Trafo eher nur ein "Hinterkommaeffekt" ist, wie mehrfach dargelegt, noch ein Hinweis: Ihr kennt wahrscheinlich die in der Trafoberechnung übliche Formel (steht auch u. a. im Artikel)

$\Delta \Phi ={\frac {50\cdot 45\cdot U}{f\cdot N}}\,$

Ich hab sie für euch gleich nach Phi aufgelöst, falls Ihr das auch nicht könnt. Dahinter verbirgt sich nichts anderes als die Berechnung der Spannungsteitfläche einer sinusförmigen Spannung U, in diesem Fall als Effektivwert. Diese Formel funktioniert seit Generationen ohne Strom und ohne Spannungsabfall.--Elmil 12:13, 31. Jan. 2008 (CET)

Hallo Peter, hier war das "Klar" eindeutig nicht überlegt. Es ist nämlich absolut nicht trivial, ob Strom oder Spannung zuerst kommt. Es stimmt beides nicht. Hätte man einen idealen magnetischen Leiter mit magnetischem Widerstand 0 (es gibt ihn nicht, aber es gibt keine Physik die sagt: für reale "Eisen" gilt dies, für ideale was ganz anderes). Ein solcher Leiter würde bei minimalstem Strom (Durchflutung) einen unendlichen Fluss machen. Dieser magnetische Fluss hätte aber keine Energie, da es ja kein H gibt. Ein Strom könnte fließen, ohne dass eine Spannung anliegt, also gäbe es Fluss. Eine Spannung kann aber nicht anliegen, ohne dass ein Strom fließt.

Dies ist interessantes Denkmodell. Aber die Schlüsse sind äußerst laienhaft und grundverkehrt. Es passiert nämlich genau das Gegenteil. In eine Spule, die um so einen Kern geht, bringst Du nie einen Strom hinein,sie hat nämlich dann einen unendlich großen induktiven Widerstand. Wenn Du den Fluß im Kern verändern willst, mußt Du Spannung anlegen und eine Zeit verstreichen lassen, dann verschiebst Du den Fluß, völlig stromlos, dewegen kann man in einer solchen Anordnung keine Energie speichern. Was dann noch kommt, ist sinnloses Geschwurbel.--Elmil 12:52, 31. Jan. 2008 (CET)

Folglich würde Energie in das System gepumpt, die aber nach Voraussetzung nicht drin ist. Die zweite Möglichkeit fällt also aus. Das schadet aber nicht. Denn wenn man solch extreme Betrachtungen macht, muss man über Quanteneffekte nachdenken, das heißt: es wird ein Energiequant übertragen und einen unendlich guten magnetischen Leiter gibt es nicht, magnetischer Fluss ohne Energie ist nicht denkbar. Damit erübrigt sich die Frage, was zuerst kommt. Aber: wenn nun solche Quantenereignisse mehrfach auftreten, dann ist die Summe aller Spannungsereignisse, die man der Energieübertragung zuordnet (messen kann man es nicht, messen würde das Ereignis ja zerstören) gleich der berühmten Spannungszeitfläche. Diese Spannungszeitfläche hat nur einen Nachteil: sie existiert nicht zu einem Zeitpunkt. Eine größe, die ein Zeitintegral ist, kann nicht zu einem Zeitpunkt existieren.

Doch, wenn die Zeit vorbei ist, existiert sie, sie wächst mit der Zeit. So wie auch der Weg erst zunimmt, wenn Du Dich mit einer Geschwindigkeit eine bestimmte Zeit bewegt hast. Der Weg ist das Geschwindigkeits/Zeit-Integral, der Fluß das Spannungs/Zeit-Integral. Alles so einfach, wenn man nur wollte.--Elmil 14:43, 31. Jan. 2008 (CET)

Aber ist nicht auch der Strom ein Zeitintegral? Nein. Der Strom ist eine Zustandgröße, die existiert. Es fließen nicht As, sondern A. Und das kann man messen, denn das ist kein Quanteneffekt. Nur, unsere Freunde werden hier nicht folgen wollen, die kennen sich eher mit Pferden aus und werfen Physikern vor, dass sie keine Pferdenarren sind. ;-] FellPfleger 01:07, 30. Jan. 2008 (CET)

Ihr werdet doch um Gottes Willen nich behaupten wollen, daß Ihr Physiker seid, oder gibt es da noch den Amateurstatus oder arbeitet Ihr da in einem Hobbyclub?--Elmil 14:43, 31. Jan. 2008 (CET)

"Spannung kommt zuerst" war doch nicht auf der Zeitachse gemeint. Es war oben von so einer Art Kausalkette die Rede. Und aus der Steckdose kommen nun mal 230 V Wechselspannung, das ist zunächst die einzige feste, bekannte Größe. Dieses Eingangssignal liegt an der Primärspule an, und in der fließt dann auch ein Strom, in Induktivitäten zufällig auch auf der Zeitachse der Spannung nacheilend, das soll aber mit den erwähnten logischen Betrachtungen nicht durcheinandergebracht werden. Da besteht also gar keine Meinungsverschiedenheit. --PeterFrankfurt 01:36, 30. Jan. 2008 (CET)

Warum hat nur irgend so ein blöder Wissenschaftler den Fluss "Fluss" benannt und nicht "Spannungszeitfläche"! Was hätte er uns erspart. Aber zu unseren Henne/Ei-Problem: Wir betrachten den Strom als flussbestimmend, also PHI = f(I). Vorteil: solange sich die Versuchsanordnung nicht ändert, kommen wir immer zum gleichen Ergebnis. Die andere Fraktion sagt: PHI = f(g(U(t)), wobei U(t) der Zeitverlauf der Spannung ist und g das Integral über ein Zeitintervall, f ist bestimmt durch die Anordnung.

Den Fluß hätte man u. U. schon so benennen können, genau bei Euch hätte wahrscheinlich auch dies nichts genützt.

Es ist richtig, Phi=f(I) ist abhängig von der Anordnung, drum ist diese Beziehung auch so unpraktisch. Phi=g(U), wenn g das Integral zwischen 2 Zeitgrenzen ist, ist unabhängig von der Anordnung. Deswegen ist diese Beziehung so sinnvoll, wenn U gegeben und Phi gesucht ist. Also dicht daneben ist auch vorbei. Der Kommentar des Restes erübrigt sich damit.--Elmil 13:16, 31. Jan. 2008 (CET)

Sie scheinen über ein Messgerät zu verfügen, das wir nicht kennen und das demnächst vermarktet werden soll. Nur so kann ich mir erklären, warum man einen solchen Begriff einführt. Was ich dann oben sagen wollte: das Henne/Ei-Problem ist ein Gedankenexperiment, das von einer falschen Voraussetzung ausgeht, nämlich dass die Henne ohne Ei und umgekehrt existieren könnte. Da das nicht der Fall ist, ? Die Vorstellung, eine Spannung anlegen zu können ist so falsch wie die Vorstellung, auf einen Körper eine Kraft einwirken zu lassen, ohne dass er sich verformt. Du hast doch in der "Optik" gearbeitet und würdest doch sicher nicht sagen, dass ein einzelnes "Photon" an einer glatten Wand nach den Gesetzen der Wellenoptik reflektiert wird. Aber, das führt einfach zu weit und die Diskussion ist müssig. FellPfleger 07:39, 30. Jan. 2008 (CET)

Fortsetzung Beitrag Elmil

Der Strom steht also zu allerletzt. Du versuchst den Gaul von hinten aufzuzäumen und weißt nicht einmal, wie der Pferdehintern aussieht. Du hast ja gesehen, wie die Mag. Ströme real dann aussehen. Wie willst Du die zum Ausgangspunkt Deiner Erklärungen machen oder um davon z. B. auf den Fluß im Kern zu schließen? Da bist Du gescheitert, bevor Du begonnen hast.

Nein, ich bestehe nicht darauf, dass der Strom zuallererst steht, so habe ich das auch nicht gesagt. Ich habe gesagt, dass man sich auf die Behandlung des Stroms konzentrieren soll, weil man erst über ihn an alle wirklich wichtigen Details, nämlich den Hystereseduchlauf, herankommt, und eben nicht über die Spannungszeitflächenfunktion. Wirklich nicht. --PeterFrankfurt 23:53, 29. Jan. 2008 (CET)

Dann gib doch endlich einmal bekannt, wie Du Dir den Strom ermittelst, Du kennst doch zunächst nur die Spannung, die Du anlegst und die Anordnung. Also Vorschlag, aber konkret und nicht herumschwurbeln.--Elmil 13:43, 31. Jan. 2008 (CET)

Was soll denn das? Den Strom ermitteln heißt, den Strom elementar! messen, aber für Spannungszeitflächen muss man die Spannung als Funktion der Zeit messen und integrieren (z.B. Messwerte im gleichen zeitlichen Abstand messen und alle Messwerte aufaddieren). Und genau das ist ein Punkt, warum die Sache nicht zum Ende kommt: Man unterstellt PF, dass er keinen Strom messen kann und gibt selbst an, ein Spannungszeitintegral einfacher bestimmen zu können ohne z.B anzugeben, wie denn die Spannungsmessung funktioniert. Die kann nämlich abtastend sein, dann ist sie empfindlich für Rauschen oder integrierend (z.B. Dual Slope), dann ist das Zeitraster Spannungsabhängig. FellPfleger 16:04, 31. Jan. 2008 (CET)

Fortsetzung Beitrag Elmil

Es ist sicher richtig, die verfeinerte Spannungszeitflächenbetrachtung muß die Spannungsabfälle mit einbeziehen. Es wird aber vielfach übersehen, daß gerade beim Trafo in vielen Fällen diese zu vernachlässigen sind und deshalb keine Rolle spielen. Dann gibt es viele Fälle, wo es ausreicht die Spannungsabfälle nur qualitativ zu berücksichtigen, d. h. man muß sie nur in Relation berücksichtigen, man muß u. U. nur wissen, wo sie größer oder kleiner sind (z. B. bei all diesen Selbstsymmetrierungsvorgängen).

Schau Dir doch bitte die Beispielkurven der Spannungszeitflächenfunktion an: Da ist nichts zu verfeinern, da sind keine Details (außer bei so brutalen Schaltvorgängen wie bei emekos Thyristoren, klar), da ist nichts, was man berücksichtigen könnte oder müsste, nur ein Sinus (oder lass es wegen des Integrierens einen Cosinus sein). Wie komme ich denn beispielsweise von dieser Cosinuskurve auf die (Fast-)Sinuskurve des Stroms im Lastfall aus emekos Messungen. Das passt doch hinten und vorne nicht. --PeterFrankfurt 23:53, 29. Jan. 2008 (CET)

Die Trafo-internen Vorgänge der Magnetisierung haben mit dem Laststrom nichts zu tun.--Elmil 13:43, 31. Jan. 2008 (CET)

Nochmal eine Antwort an Fellpleger zu seiner weiter oben gemachten Aussage: "Die Spannungszeitfläche beim Transformator ist das falsche Instrument, da man nicht weiß, welcher Anteil der Spannung der Flussänderung zuzuordnen ist. Und nur, wenn das 100% Anteil sind, ist die Flussänderung gleich der Spannungszeitfläche. Unabhängig von der Größe "Induktivität", das heißt, selbst wenn der Strom explodiert, der kommt in der Gleichung ja nicht vor."

Im Prinzip hast du ja recht aber: Bleiben wir mal bitte beim Ringkerntrafo mit seiner Hysteresekurve im Dauerbetrieb.

Spannung und Leerlaufstrom am Ringkerntrafo

, was auch weiter oben auf der Trafo Diskussionsseite steht. Du siehst auf dieser meiner Messkurve, daß der Strom im waagerechten Ast ca. 20 mA beträgt bei dem gemessenen 1kVA 230V Trafo, solange nicht das Ende der Hystereskurve erreicht ist. Dann sind es am Wendepunkt ca. 50mA Peak, beim Betrieb mit Netzspannung 230V. Die Spannung liegt dabei noch bei ca. 50V beim Beginn des Stromes. Dieser Trafo hat ein Ri von ca. 0,2 Ohm in der Primärspule. (Kannst du nachmessen an einem x-beliebigen Ringkerntrafo dieser Größe.) Der Fluss-Fehler der also am Ende der Hysteresekurve durch den Strom entsteht, weil der Strom die innere Induzierte Spannung etwas verkleinert ist also gering, 0,02%), weil von ca. 50V Netzspannung dann in diesem Punkt 60mA *0,2 V/A = 12mV abgezogen werden müssen. Der Fluss ändert sich also durch den Einfluss des Stromes hierbei kaum und kann als weiterhin unbeeinflusst vom Strom angesehen werden. Deshalb ist die Beeinflussung des Magnetflusses durch die Spannungszeitfläche im Dauerbetrieb des Trafos unabhängig vom Strom und läuft ganz linear ab. Beim Trafo mit Schachtelkern sind das dann, siehe Bild weiter unten, 150V bei 0,75A, das sind dann 150mV die von 150V abgezogen werden müssen, also gerade mal 0,1% Fehler machen am Fluß.

Beim Einschalten im schlechtesten Fall ist jedoch nicht mal mehr das Netz stabil, weil dann 400A peak an 0,3 Ohm der Netzzuleitung schon 120V Abfall verursachen, was an meinen Messkurven auch zu sehen ist.

Nimmst du aber das Trafosanfteinschaltverfahren mit den kleinen unipolaren Spannungszeitflächen, dann siehst Du wie jeder Zipfel den Fluss etwas höher schiebt. Ich kann dir das auch einmal ganz gezielt rausmessen wenn du willst.

Sorry ich kann mich nicht zurückhalten, wenn ich denke ich kann etwas zur Aufklärung beitragen. Damit meine Erklärungen verstanden werden, sollte aber schon klar sein, daß der Leerlaufstrompeak dort seinen Scheitel hat, wo die Spannungszeitfläche, Halbwelle, zu Ende ist und dort auch der Hysteresekurven-Wendepunkt liegt. Das hat z.B. PeterFranfurt immer wehement bestritten, weshalb ich mit ihm unter anderem nicht mehr weiterdiskutieren konnte.--emeko,10:10, 31.Jan. 2008, (CET)

Zumindest bei dem einen Bild (Bild:TSR-mLast-richt-vormagn.png), das Du oben geliefert hattest und zu dem ich ja dann auch die Integralkurve dazugezeichnet hatte, war das wirklich nicht so. Ein Unterschied (keine Ahnung, ob der entscheidende) ist, dass jenes Bild weiter oben den Lastfall darstellt im Gegensatz zu praktisch Leerlauf in diesem Absatz hier. Bei einem anderen Bild im Stil des hiesigen, das auch den Lastfall darstellt, scheint es wiederum ok zu sein. Wenn Du jetzt sagst, jenes Bild oben zeigt irgendwelche Messfehler, dann habe ich ein Argument weniger. (Genug für heute, schon viel zu spät.) --PeterFrankfurt 03:31, 1. Feb. 2008 (CET)

Was war denn wirklich nicht so? (emeko)

Was zwei Absätze weiter oben steht, dass die Phasenlage des Stroms eben nicht so ist, wie Du voraussetzt. Siehe aber ganz unten im neuen Kapitel "Phasenlage". --PeterFrankfurt 23:25, 1. Feb. 2008 (CET)

In dem von Dir genannten Bild, TSR-mLast-richt-vormagn.png, sieht man nur den Laststrom, weil sich der Leerlaufstrom, der ja ähnlich wie im Leerlauffall bei dem "Gezipfle" genaus entsteht, der sich aber hinter dem Laststrom versteckt. Achtung Masstab der A/ div. beachten, wenn Du vergleichst. Nur wenn zum Beispiel etwas zu stark vormagnetisiert wird, mit etwas zu breiten Spannungszeitflächen als Zipfel,-dann wird die Hyst.Kurve etwas über den Wendepunkt ausgefahren, dann sieht man am Ende der Zipfelei und nach dem Volleinschalten den Leerlaufstrom hinter dem Laststrom hervorschauen. Das sieht man in dem Bild wo der Fluss mit seiner Treppe zu sehen ist.(TSR-Verf-U-B-H-I.png.) Blaue Kurve beachten. Das Detail ist aber nur zu sehen wenn man durch draufklicken das Bild in voller Größe anschaut. Wo soll denn der von Dir vermutete Messfehler liegen? Es gab mal ein Bild (Trafo-grundlagen-35.png), wo der Leerlaufstrom Phasenverkehrt gemessen wurde. Nach dem Ende der pos. Halbwelle, entstand dann eine negativer Blindstromspitze, was ja nicht sein kann. Das Bild habe ich aber inzwischen durch ein korrektes ersetzt. Meinst du etwa das? Also nochmal: Der Fluss ist derselbe beim Leerlauf und beim Lastfall, und die Spannungszeitflächen für die Vormagnetisierung auch. Ich werde das zum vergleich nochmal extra rausmessen und hier darstellen.--emeko, 14:56, 01.Febr. 2008 (CET)

Kann es sein, daß Du das Bild:Trafo-grundlagen-38.png, was den Leerlaufstrom eines Trafo mit geschachteltem Kern zeigt, mit der Hysteresekurve vom Ringkerntrafo vergleichst und dann den waagerechten Ast der Hysteresekurve dem Leerlaufstrompeak nicht zuordnen kannst?? Dann hättest Du recht, wenn dur hier nicht Äpfel mit Birnen verglichen hättest. Ich sage nur wenn. Aber ich kann mir deine Behauptung von oben und dein Unvermögen den Strompeak der Hysteresekurve zuzuordnen oder besser zuordnen zu wollen, eigentlich nicht anders erklären. Du solltest also nur die Hysteresekurve von einem Ringkerntrafo mit seinem Leerlaufstrombild vergleichen und die Kurve eines geschachtelten Trafos mit dem entsprechenden Strombild usw. Das tolle ist ja, daß der Leerlaufstromverlauf die Form der Hysteresekurve schon beinhaltet, weil der Strom den Teil der Hyst.kurve abbildet der vom senkrechten in den waagerechten Ast übergeht..--emeko, 15:21, 01.Febr. 2008 (CET)

Nein, es geht um die Phasenlage insgesamt, wo die Nullstellen sind und so, s. u. --PeterFrankfurt 23:25, 1. Feb. 2008 (CET)

Fortsetzung Beitrag Elmil

Wer es aber ganz genau wissen will, wer z. B. so einen verzerrten Mag.- Strom wirklich analytisch genau bestimmen will, dem bleibt es nicht erspart, die um das I*Ri korrigierte Spannung vor dem Integrieren zu ermitteln. Wie das geht? Einfach durch abziehen, auch wenn Ihr es nicht für möglich haltet. Dies ist dabei die leichteste Übung. Das ganze funktioniert natürlich nur über numerische Verfahren, d. h. Halbwelle in Scheibchen teilen, numerisch integrieren und mit dem Ergebnis dann durch die ganze Kausalkette durchrechnen bis zum Strom (mag. Kennlinie muß als Tabelle abgelegt sein), daraus den Spannungsabfall rechnen und abziehen vom Augenblichswert der Speisespannung und damit in die nächste Scheibe gehen usw. Alles kalter Kaffee, und sicher nichts für Wikipediea. Ich wollte es nur erwähnen, weil dieses Verfahren (ich kenne kein anderes), mit dem man hier arbeitet, auch auf der Flußermittlung durch Spannungsintegration beruht, also auf unserem Thema.

Nein, einfach mit dem Ohmmeter den Ri messen und abziehen reicht ganz bestimmt nicht. Wenn man auf den Strom kommen will, braucht man im Lastfall dann auch die Geschehnisse auf der Sekundärseite, die zusätzlichen Verluste durch Ummagnetisierung des Kerns (siehe Hysteresenfläche) usw. Dann irgendwann kann man diese wild verzerrten Stromkurven, die man auf dem Oszilloskop bekommt, auch nachbilden. Aber so einfach wie eben erläutert ist es noch lange nicht. --PeterFrankfurt 23:53, 29. Jan. 2008 (CET)

Woher willst denn Du das wissen? Den Laststrom laß mal schön weg (siehe oben), die Ummagnetisierungsverluste stecken im Magnetisierungsstrom und sind automatisch eingearbeitet, wenn Du bei der Abarbeitung meiner Kausalkette die richtige Hysteresetabelle hast. So einfach ist das.--Elmil 13:43, 31. Jan. 2008 (CET)

Fortsetzung Beitrag Elmil

Halt, hab ich noch vergessen: Die Spannung, die dabei integriert werden muß, ist wegen der verzerrten Spannungsabfälle, die laufend abgezogen werden, alles andere als noch sinusförmig, der Fluß kommt über die Spannungszeitfläche trotzdem immer richtig raus...und es ist deswegen auch nicht mehr so langweilig.

Ebend. --PeterFrankfurt 23:53, 29. Jan. 2008 (CET)

Fortsetzung und Ende Beitrag Elmil

Das war sozusagen der Kontrapunkt zum Schwupps.MfG. --Elmil 14:23, 29. Jan. 2008 (CET)

Du hast meinen Schwupps sehr schön ausgebaut. --PeterFrankfurt 23:53, 29. Jan. 2008 (CET)

Es wäre ja wirklich toll wenn die Diskussionsbeiträge nicht mitten in den Text eines anderen Diskussionspartners geschrieben würden, sondern schön unten dran mit einem neuen Absatz und Zeit und Kennmarke. Dann steht auch der neuste Beitrag unten und nicht irgendwo mitten drin, so wie mein Beitrag hier. Den Bezug kann man ja mit einer Kopie des Textes, rechte Maustaste, voranstellen.--emeko, 16:00, 31.Jan. 2008 (CET)

"Einiges an Praxis

Bezeichnung Wicklung /Spule

Es wäre grandios, wenn man die genormten Bezeichnungen verwenden würde: Ein Transformator hat muß demzufolge keine "Spulen" haben, sondern vielmehr zwei (oder mehr) Wicklungen, die bei Kleintransformatoren meist als Primär- und Sekundärwicklung (in Leistungsrichtung) bezeichnet werden, bei Leistungstransformatoren als Ober- und Unterspannungswicklung. Bei mehrphasigen Transformatoren besteht jede Wicklung aus mehreren Strängen (z.B. drei bei Drehstrom-Transformatoren).

Niederspannungswicklungen können als Schraubenwicklungen ausgeführt werden, während Hochspannungswicklungen wegen der Stoßspannungsfestigkeit (möglichst gleichmäßiges Verhältnis L/C über die Stranglänge) als Spulenwicklung, auch Scheibenwicklung genannt, ausgeführt werden müssen, das heißt es werden mehrere Spulen, Scheiben von Spulen, über der Schenkellänge platziert und in Serie geschaltet. Bei Gießharz-Transformatoren ("GEAFOL") werden die US-Wicklungen auch als Folienwicklung ausgeführt, wo ein Kupferblech mit nahezu Fensterhöhe gemeinsam mit einer Isolierfolie spiralförmig aufgewickelt wird und anschließend im Vakuum vergossen wird. Das ergibt eine sowohl mechanisch als auch elektrisch sehr feste Konstruktion.

Ich schließe mich dem an, obwohl ich da auch nicht immer ganz konsequent war.--Elmil 21:48, 1. Feb. 2008 (CET)

Öltransformatoren

Zur Frage bezüglich Lackisolation bei Öltrafos: Öl würde Isolierlacke chemisch angreifen, daher verwendet man bei Öltransformatoren generell Papier als Isolierwerkstoff. Der Trafo wird nach der Endmontage in den Kessel eingehoben und der Flansch gas- und öldicht verschraubt. Anschließend wird der Trafo in einem Vakuumgefäß erwärmt und meist mehrere Tage lang evakuiert, bis alle Feuchtigkeit entwichen ist. Dann kann der Kessel mit entgastem und ebenfalls vorgewärmten Trafoöl gefüllt werden. Dann erst können die elektrischen Prüfungen beginnen: Stoßspannung, Wechselspannung mit Teilentladungsmessung, Leerlauf und Kurzschluß jeweils mit Verlustmessung. Kleine und mittlere Trafos werden mit Ölfüllung transportiert, ganz große haben einen vakuumfesten Kessel und werden erst nach der Aufstellung neuerlich gefüllt.

Leerlaufstrom

Der Leerlaufstrom beträgt größenordnungsmäßig etwa 1/10 des Bemessungsstroms und ist überwiegend induktiv, etwa cos phi=0,1, bei Großtrafos sogar noch kleiner. das bedeutet, daß man zur Mesung der Leerlaufverluste recht gute Wattmeter braucht. (Der vorstehende, nicht signierte Beitrag stammt von 62.47.151.222 (Diskussion • Beiträge) 22:46, 31. Jan 2008) Björn B. ^{War was?} 02:19, 1. Feb. 2008 (CET)

Alles schön und gut. Und warum verbreitest Du Dich hier, statt den Artikel zu bearbeiten? --Björn B. ^{War was?} 02:19, 1. Feb. 2008 (CET)

Ist wohl zu schüchtern dafür --mik81^diss 12:11, 1. Feb. 2008 (CET)

Weil man den ganzen Artikel größtenteils "schmeissen" kann ! Leute, die Spule und Wicklung nicht unterscheiden können, sollten den Schnabel halten und nicht Wiki-Artikel schreiben ! (nicht signierter Beitrag von 80.123.45.118 (Diskussion) 20:26, 1. Feb. 2008)

Auch dem schließ ich mich an, aber an Spule oder Wicklung liegt es nicht. Mut hilft hier nichts.--Elmil 21:56, 1. Feb. 2008 (CET)

Sei mutig. -- Smial 21:42, 1. Feb. 2008 (CET)

frei nach Kreisky: Lernen sie Elektromaschinenbau !

Fluß oder Magnetisierungsstrom, was sagen sie uns?

Zu der sich nun schon durch mehrere Beiträge ziehenden Auseinandersetzung über die Bedeutung von Fluß bzw. Magnetisierungsstrom für für das Verständnis des Trafos möchte ich hier noch einmal folg. klarstellen:

Die Erschließung von Trafoverhalten, Eigenschaften und Funktion über den Mag.-Strom als Einstiegsgröße setzt dessen Messung voraus (siehe die div. Beiträge von PeterFrankfurt, FellPfleger u. a. ). Wegen der Verzerrungen, mit der bei diesem Strom gerechnet werden muß, genügt ein einfacher Meßwert nicht. Man braucht den Verlauf, insbesondere den Scheitelwert. Die Ermittlung des Flußscheitelwerts im Kern ist aus der Magnetisierungskennlinie dann möglich, allerdings auch nur, wenn der magn. Widerstand des Magnetkreises völlig homogen ist. Bei Querschnittsveränderungen oder Luftspalt im magnetischen Kreis funktioniert dies nicht mehr, da der Strom nur die Summe der magnetischen Spannung liefert, aber nicht die Aufteilung über die Teilstrecken, da die magnetischen Teilspannungen erst bekannt sind, wenn man den Fluß kennt. Der aber soll erst berechnet werden. In diesem Fall hilft nur noch ein iteratives Verfahren, d. h. probieren und korrigieren. Diese Verfahren ist äußerst unpraktisch bis undurchführbar, abgesehen davon, daß eine Trafoberechnung, die erst machbar ist, wenn man einen Meßwert hat, nicht zielführend sein kann.

Zielführend, weil völlig geradlinig, ist der Einstieg nur über die Primärspannung. Bei einem Netztrafo ist diese immer sinusförmig. Der Fluß im Kern entspricht dann der Spannungszeitfläche der Windungsspannung, im Prinzip zwar das Ergebnis einer Integration, bei Sinusform in der folgenden bereits bekannten zugeschnittenen Formel schon als fertiges Ergebnis enthalten:

$\Delta \Phi ={\frac {50\cdot 45\cdot U}{f\cdot N}}\,$

Über diesen Fluß Φ bzw. die Flußdichte B ist über die Magnetisierungskennlinie der magnetische Kreis bis zum Magnetisierungsstrom versteh- u. berechenbar, auch bei unterschiedlichen magn. Widerständen im Kreis. Siehe auch mein Beitrag: "Was sagen uns die Spannungszetflächen")

Dazu muß aber noch festgehalten werden, daß für das Grundverständnis des Trafos die Zusammenhänge zwischen Spannung und Fluß völlig genügen, da allein über diese das Prinzip des Trafos (Übertragung der Spannung zwischen den Wicklungen) zu erklären und zu verstehen ist. Für die Vorgänge im Kern ist allenfalls die Flußdichte B (B=Φ/A; A=Kernquerschnitt) zur Kontrolle etwaiger Sättigungseffekte zu beachten, der Magnetisierungsstrom selbst interessiert eigentlich nur im professionellen Bereich als Kontroll- u. Prüfwert.--Elmil 18:51, 1. Feb. 2008 (CET)

Phasenlage

So, jetzt schreibe ich auch mal so einen Riesenschwall auf einmal.

Ein Punkt, der mir in den letzten Tagen immer mehr ins Auge stach, ist die Phasenbeziehung zwischen Spannung und Strom. Meine Beobachtung, ohne dass ich sie bisher so richtig untermauern konnte, war, dass im Leerlauf (wenn man die Spannung als Sinus ansetzt) der Strom ziemlich genau einen -Cosinus macht, mit nur kleinen Abweichungen des Phasenwinkels von 90°, wie es auch die Integration der Spannungsfunktion hin zum Magnetfluss fordert. Im Lastfall jedoch verkleinert sich der Phasenwinkel offensichtlich, so dass die Stromkurve mit ihren Nullstellen und Extrema überhaupt nicht mehr zur Spannungszeitflächenfunktion (dem Integral) passt. Da emeko so darauf besteht, dass er die Extrema und Nullstellen der Stromkurve mit dem Fluss korrdinieren (ich sage nicht gleichsetzen) will, sollte ihm das zu denken geben. Aber nicht so schnell, wie gesagt, das war nur ein Eindruck meinerseits.

Also habe ich mir mal die Zeit genommen und gegoogelt: "transformator + phasenverschiebung". Das gibt bei mir 29.500 Treffer. Die ersten Seiten sind voll von Links auf Uni-Physikpraktikumsskripte über Versuche rund um den Transformator, die allermeisten incl. einem Theorieteil, einige habe ich mir geholt. Man findet viel Übereinstimmendes, aber auch ein paar abweichende Darstellungen. Hier kommt jetzt eine Kurzfassung als Zusammenfassung der dort gewonnenen Erkenntnisse:

• Im Leerlauf eilt die Spannung dem Strom um 90° vor (etwas weniger wegen Innenwiderstand und Hystereseverlusten in der Primärspule).
• Die Primärspule mit ihrer Induktivität L wird eingeführt, über die man zum Strom und über den per Hysterese zum B und von da zum Fluss kommt. Alternativ gehen ein paar (aber die Minderheit) tatsächlich auch den Weg über die Integration der Spannung, im selben Atemzug wird die Integration mit der Spannungs-Sinuskurve aber auch sofort ausgeführt, was zum Cosinus führt, mit dem dann weitergerechnet wird.
• Im Lastfall wird die Phasenverschiebung mit steigender Last immer kleiner, was die durchgeschleuste Wirkleistung erhöht. Von der integrierten Spannungskurve wird nicht mehr geredet, der oben ermittelte Scheitelwert des Flusses wird ggf. in den Rechnungen weiterverwendet, bei den anderen Autoren geht es über die Formel in der Version mit dem L. Für die Phasenverschiebung wird teilweise auch eine Formel hergeleitet, die rein gar nichts mit irgendwelchem Timing der Spannung(szeitflächen) zu tun hat.
• Es wird übereinstimmend argumentiert, dass im Lastfall der Magnetfluss unverändert bleibt, da er sich nach der Lenzschen Regel genau wieder auf den gleichen Zustand wie im Leerlauf einstellt. Das kann ich noch nicht ganz nachvollziehen, bin aber bereit, es zu glauben. Das hatte ich ja bisher mehrfach geäußert, dass ich das nicht glaube, da muss ich in diesem Punkt wohl nachgeben.
• Als weitere interne Verlustquellen im Lastfall wird der Streufluss angeführt, der auf der Primärseite erzeugt wird, aber nicht in der Sekundärseite umgesetzt werden kann.

Das Ganze hat meine Sicht zu den Spannungszeitflächen rundum bestätigt: Sie sind nicht direkt falsch, aber ungeeignet für detaillierte Timing-Diskussionen zum Stromverlauf und sogar zu Fragen der Hysterese oder wann man in die Sättigung kommt etc., das wird flächendeckend anders hergeleitet, nämlich über den Strom und die Hysteresekurve, in der er ja vorkommt.

Ich kann nur empfehlen, auch mal in diese PDFs reinzuschauen (nur falls man viel Zeit hat, aber was tut man nicht für WP). Nur so als Anekdote: Die Uni Regensburg rechnet einem da sogar vor, dass -cos(omega*t)=1/sin(omega*t-90°) ist, huiiii... --PeterFrankfurt 23:57, 1. Feb. 2008 (CET)

Hallo PeterFrankfurt. Schau bitte das nebenstehende Bild an.

Spannung über Ringkern-Trafo-Leerlaufstrom

. Wo siehst du hier einen Cosinus oder einen nur annähernd cosinusähnlichen Verlauf des Stromes? (emeko)

Nirgends. Das behaupte ich ja gar nicht? Es ist nur einmal die Rede vom Cosinus der Zeitfunktion des Flusses, und der ist wegen Deiner Spannungsintegration tatsächlich cosinusförmig. --PeterFrankfurt 16:48, 2. Feb. 2008 (CET)

Der stammt wohl aus deinen Formeln und zeigt nicht die Wirklichkeit. Natürlich, wenn der Magnetisierungsstrom, also der Leerlaufstrom, Sinusförmig wäre, dann würde er der Spannung um 90 Grad nacheilen und zur Sinusspannung ein Cosinus sein, weil dabei der Beginn der Stromerhebung dem Beginn der Spannungserhebung um 90 Grad nacheilt. Hier im Bild ist die Phasenverschiebung viel größer, um die der Strom der Spannung nacheilt, wenn man den geringen Strom von ca. 20mA gleich zu Anfang der Spannung vernachlässigt. Rechnest Du ihn mit ein sind es vielleicht 170 Grad. Wie kommst Du immer wieder auf die 90 Grad? Hast Du andere Bilder, dann bring sie auch hier, damit wir Äpfel mit Äpfeln vergleichen können. (emeko)

(Sorry, ich hatte das eine Bild selber nicht richtig angeschaut, Asche auf mein Haupt, und muss ein paar Punkte korrigieren. --PeterFrankfurt 17:01, 2. Feb. 2008 (CET))

Ich nehme Deine Bilder und schaue mir die Nulldurchgänge an. Einfach so. --PeterFrankfurt 16:48, 2. Feb. 2008 (CET)

Beim Trafo mit dem geschachtelten Kern ist der Strompeak breiter, weil mehr Ummagnetisierverluste und Wirbelstromverluste und Luftspalte dazu kommen, wie nachstehend im unsignierten Beitrag richtig geschrieben wird. Siehe das Bild.

Spannung über Schachtelkern-Trafo-Leerlaufstrom

. Aber auch hier sind es nicht nur 90 Grad, die der Strom nacheilt, sondern viel mehr, knapp unter 170 Grad. (emeko)

Wo kuckst Du hin? Das sind ca. 45°. --PeterFrankfurt 16:48, 2. Feb. 2008 (CET)

Wichtig ist für mich der Strompeak, denn er liegt am Ende der Spannungshalbwelle.

So definiert man nicht die Phasenverschiebung. Ehrlich. Nimm die Nulldurchgänge, das ist korrekt. --PeterFrankfurt 16:48, 2. Feb. 2008 (CET)

Der Laststrom, von klein bis groß, addiert sich "grafisch" dazu, denn er tritt in Phase mit der Spannung auf, sodaß er mit steigender Größe immer mehr dominiert und am Schluß beim Ringkerntrafo mit seinem nur sehr geringen, konstant bleibenden Leerlaufstrom, alleinbestimmend wird für den Stromverlauf. Mit Formeln oder numerischen Messgeräten ist das nicht zu erkennen, welche Form der Strom hat, was aber für das Verständnis entscheidend ist. Bei Trafos mit deutlich größeren Magnetisierungsstroemen sieht das wieder anders aus, weil dort der Magnetisierungsstromanteil mit 10-zu 30% nicht zu vernachlässigen ist und deshalb auch der Gesamtstrom, also die Addition aus Blindstrom und Wirkstrom, der Spannung dann immer etwas nacheilt. Aber eine Sinusform bzw. Cos. hat der Magnetisierungsstrom nie. Lass doch die Formeln weg und schau die Bilder an, (emeko)

Genau das mache ich eben! Und offensichtlich habe ich besser gelernt, solche Kurven zu lesen. --PeterFrankfurt 16:48, 2. Feb. 2008 (CET) (Diesen Anspruch muss ich wohl ein bisschen zurücknehmen, seufz.)

die sich auf den jeweiligen Trafotyp beziehen, denn sie sagen die Wahrheit und man versteht anschaulich was passiert und dann verstehst du auch, dass der Leerlauf-Strompeak zum Ende der Hysteresekurve und zum Ende der Spannungshalbwelle kommt und dann kannst du auch die Spannungshalbwelle über die Hysteresekurve legen und dann kannst du auch die Spannungszeitflächen anerkennen. Alles grafisch im Detail ohne die vereinfachenden Formeln, welche den ganzen Durchlauf durch die Hysteresekurve von einem zum anderen Ende mit einem fixen L darstellen und nicht berücksichtigen, daß dieses L dabei sehr stark variabel ist und bei der Sättigung nur noch ein STÜCK DRAHT DARSTELLT, in der Mitte der Kurve aber sehr hoch ist. ABER DAS IST ALLES SCHON HUNDERTMAL HIER GESAGT WORDEN. Wenn du zu dem Thema gegoogelt hast, dann siehst du vieles was bisher falsch dargestellt wird und wogegen ich und Elmil anrennen. Ich sage nur die Scripts der Uni Tübingen oder Saarland usw. Da hat der Leerlaufstrom immer die Sinusform und daran scheinst du dich zu richten. Die Schreiben alle aus den Lehrbüchern ab. Das was beim googeln richtig dargestellt wird, blendest du aus. (emeko)

Du darfst nicht übersehen, dass dies Praktikumsskripte sind. D. h. die Studenten machen das sofort in der Praxis nach und messen das höchstselbst, in einigen Aufbauten incl. Oszilloskop. Wenn da ganz andere Kurvenverläufe auftreten würden, würde das sofort auffallen. Lies nochmal genauer: Da steht eben nicht, dass der Strom sinusförmig verläuft, die reden da ganz korrekt von Spannung und Fluss. --PeterFrankfurt 16:48, 2. Feb. 2008 (CET)

Von wegen Spulen oder Wicklungen: Ich hab das nicht in den Trafo Artikel im WP geschrieben, das stand schon so da als ich begonnen habe mit meinen Ergänzungen. Eine Spule kann aus aufgewickeltem Nähgarn bestehen und eine Wicklung kann man auch mit Mullbinden machen. Also sollte es "Spule mit aufgewickeltem Draht" und "Drahtwicklung" heißen. Aber eigentlich wissen wir alle was gemeint ist und haben damit keine Probleme und sollten hier nicht auch noch spitzfindig sein. Wer deshalb den ganzen Artikel in Frage stellt der hat wohl ein Perfektionssyndrom und fängt das Pferd auch von hinten an aufzuzäumen.--emeko,12:39, 02. Febr. 2008 (CET)

1. Bietet die Uni Regensburg eine Ausbildung in Elektromaschinenbau ?

2. Ganz einfach: Der Trafo braucht einen Leerlaufstrom, der den Magnetisierungsbedarf (Blindleistung) und die Eisenverluste (Wirkleistung) abdeckt. Dazu addieren sich bei Belastung der Laststrom, der von der sekundär entnommenen Wirk-und Blindlast abhängt und der Bedarf der lastabhängigen Wirk- und Blindwiderstände (Kupferverluste und Streureaktanz entspricht Kurzschlußimpedanz bzw. Kurzschlußspannung). Durch Addition dieser drei Ströme bekommt man die aufgenommene Leistung.

Das ist auch der Fehler bei der im Artikel beschriebenen Berechnung der Leerlaufspannung: es wird gleichstrommäßig gerechnet und die unterschiedlichen Phasenlagen der Scheinwiderstände vernachlässigt. Da bei Leistungstransformatoren die Kurzschlußimpedanz überwiegend induktiv ist (überwiegend Streureaktanz, geringer Kupferwiderstand) wird der Spannungsfall überwiegend durch die Blindlast bedingt, in geringem Umfang durch die Wirklast.

zu 1: In dem PDF sieht man nur einen Titel "B1-Praktikum". Kann auch Physik sein, oder eben E-Technik. - zu 2: Es geht mir um diese herrlich kaputte sinus-cosinus-Umrechnung. --PeterFrankfurt 01:25, 2. Feb. 2008 (CET)

Nochmal zur Phasenlage des Magnetisierungsstroms eines Trafos bei sinusförmiger Spannung. Die Phasenlage hängt im wesentlichen von den Kerneigenschaften ab.

Eine ca. 90°-Verschiebung gibt es bei allen Kernen, deren Hysterese eine ausreichende Scherung (gemeint ist nach rechts gekippt) aufweist. Eine natürliche Scherung hat im wesentlichen nur Luft und andere Materialien mit gleichen magnetischen Eigenschaften. Ferromagnetische Materialien, wie die heute vielfach verwendeten Texturbleche haben diese Eigenschaft nicht, allenfalls Dynamoblech. Wegen der sehr hohen Feldstärken, die Luft benötigt, genügen jedoch schon relativ kleine parasitäre Luftspalte, die sich in einem aus Blechen geschichteten Kern unvermeidlich einstellen, daß auch Schichtkerne, auch aus Texturblechen, eine ausreichende Scherung bekommen, die sich dann in einem um 90° phasenverschobenem Mag.-Strom niederschlagen. Auch der Betrag des Mag.-Stromes wird dann durch die Luft im Kern bestimmt.

Nun gibt es aber auch den Ringkern, ein aus einem Texturblechband gewickelter Kern, der deswegen garantiert luftspaltfrei ist. Die Hysterese eines solchen Kernes ähnelt mehr einem schmalen, senkrechtstehenden Rechteck mit einer sehr kleinen Scherung. Der Magnetisierungsstrom, der sich wegen der fehlenden Luft im magn. Kreis hier bei etwa nur noch 1% des Nennstroms bewegt, ist mit der Spannung weitgehend in Phase, er hat die Kurvenform eines Trapezes (ganz flaches Dach) mit einer mehr oder minder stark ausgeprägtem Sättigungsspitze am Ende der Halbwelle. Der Strom ist ein fast reiner Wirkstrom, seine Grundwelle steht für die Ummagnetisierungsverluste, die der Schleifenfläche der Hyterese entsprechen. Eine Blindleistung speichert so ein Kern nicht. Nur wenn eine ausgeprägte Sättigungsspitze vorhanden ist, erlaubt diese auf den Scheitelwert des Flusses zu schließen. Fehlt diese (weil z. B. mit reduzierter Spannung betrieben), ist die Bestimmung eines Flusses wegen des über eine Halbwelle nahezu konstanten Stromes praktisch nicht mehr möglich. Je "rechteckiger" die Hysterese, um so mehr gilt das zuletzt beschriebene.

Magnetisierungsströme von Schittbandkernen liegen mit ihren Eigenschaften zwischen den beiden beschriebenen Formen.

Bei einem derart ausgeprägt nichtlinearen Verhalten ist es auch nicht mehr möglich von einer Induktivität L zu sprechen, da sie stark von der Magnetisierung abhängt. (Es ist möglich mit Ersatzinduktivitäten zu arbeiten. Diese gelten dann jeweils nur für einen Punkt auf der Hysterese).

Theoretische Grundlagen über die Funktion eines Transformators sollten in jedem Fall so angelegt sein, daß sie eine allgemeine und umfassende Gültigkeit über das ganze Spektrum der möglichen Varianten haben. Darum rate ich dringend, laßt hierfür den Magnetisierungsstrom beiseite, er führt euch nur auf´s Glatteis, auch wenn es in noch so vielen Physikbüchern so steht. Die Physiker hören oft da das Denken auf, wo für den Ingenieur die Arbeit beginnt.

Die Ableitung des Flusses aus der Spannung gilt allumfassend für jede Kernform. Einzelheiten sind schon mehrfach beschrieben.--Elmil 15:27, 2. Feb. 2008 (CET)

EMEKO gibt dazu noch seinen Senf. Siehe auch seine kleinen Zusätze in Elmils Text oben. Schaut doch in mein Bild oben, vom Ringkerntrafo, wo Netzspannung und Leerlaufstrom übereinander aufgetragen sind. Das was ELMIL hier beschreibt ist dort genauso zu sehen. Der pos. Strom hebt sich sofort nach dem Heben der pos. Netzspannung, bleibt nun aber konstant bis dann die Sättigungsspitze kommt am Ende der Spannungshalbwelle. Deshalb ist es eigentlich kein "Wirkstrom" der mit der Spannung in Phase liegt, sondern ein Konstantstrom der unabhängig ist vom Anstieg der Spannung bis kurz vor ihrem Ende und der mit der Spannung in Phase liegt. Ein echter Wirkstrom liegt nicht nur in Phase sondern er hat auch die Form der Spannung, in dem Fall ein Sinus. Also bei jedem Kerntyp ist die Stromform anders. Deshalb sagt die Spannungs-Zeitfläche viel genauer, wo sich der Magnetfluss, Flussdichte, und der zugehörige Strom auf der Hysteresekurve befindet. Hämmers jetzt deno? Frägt der Alemanne.--emeko, 17:02, 02. Febr. 2008 (CET)

Nochmal: Wo sagt die Spannungszeitflächenfunktion mir die Form der Stromkurve? Antwort: Nirgends. Sie ist nämlich immer ein und derselbe Sinus, sogar unabhängig vom Kernmaterial. Nur die Form der Hysterese (die die Eigenschaften des Kernmaterials ins Spiel bringt) liefert die nötigen Informationen zur Form der Stromkurve, die Spannungszeitflächen haben damit nicht das mindeste zu tun. --PeterFrankfurt 17:25, 2. Feb. 2008 (CET)

Willst du meine Sätze nicht verstehen? Ich schrieb: "Deshalb sagt die Spannungs-Zeitfläche viel genauer, wo sich der Magnetfluss, Flussdichte, und der zugehörige Strom auf der Hysteresekurve befindet." Ich stelle damit den Bezug zur Hysteresekurve her, den man natürlich braucht um von der Spannungszeitfläche auf den Strom zu kommen. Aber das ist alles schon wiederholt gesagt worden. Jetzt leg doch mal die Halbe sinushalbwelle über die Hysteresekurve wie ich das in meinem gezeichnet Bild getan habe, das du ja nicht anerkennst. Siehe viel weiter oben. Dann hast du den Bezug der Spannungs-Zeitfläche zur Hysteresekurve und zum Strom usw. Klingelts endlich?.--emeko, 17:37, 02. Febr. 2008 (CET)

(Sorry, ich hatte das eine Bild selber nicht richtig angeschaut, Asche auf mein Haupt, und muss ein paar Punkte korrigieren. --PeterFrankfurt 17:01, 2. Feb. 2008 (CET))

Also wie das zur Theorie und den Standardversuchen passt, ist mir rätselhaft. Die Phansenverschiebung hängt nach der Theorie in allererster Linie von der Last ab. Bei Leerlauf sind es knapp 90° wie bei einer puren Spule (unabhängig vom Kernmaterial), bei steigender Last sinkt sie Richtung 0°, die aber auch nie ganz erreicht werden. Wenn man die obigen Bilder von emeko studiert, findet man, dass im Bild "...38..." (geschacht.) im Leerlauf etwa 45° auftreten, im Bild "...35..." (Rigngkern) nur ca. 10°. Also kommt dann in der Tat auch das Material mit ins Spiel, wie Du das in der Tendenz korrekt beschreibst. Wie gesagt, es geht in den ergoogelten Texten um Praktikumsversuche, die dürfen sich nicht von der Realität entfernen, das würde auffallen. --PeterFrankfurt 16:48, 2. Feb. 2008 (CET)

Ich hatte oben versucht zu erklären weshalb der Phasenwinkel sich mit steigender Last verkleinert. Lies es, ich wiederhole es nicht. Du kommst schon wieder mit dem Leerlaufstrom der eine Sinusform hat und dann 90 Grad der Spannung nacheilt. Oben habe ich dazu alles geschrieben. Wie kommst du beim Ringkern auf 10 Grad? betrachtest du den kleinen Stromanstieg der dann eben (konstant) weiterläuft? Ich betrachte die Sättigungsspitze und die liegt bei 180 Grad nach dem Spannungsbeginn oder 90 Grad nach dem Spannungsscheitel, was ja zu den Theorien passt die da sagen der Fluss eilt der Spannung um 90 Grad nach. Die ergoogelten Praktikumsversuche sind leider auf Sand gebaut, das nerft mich ja so.( Die armen Studenten lernen etwas falsches.) Den Abteilungsleiter der Uni Tübingen habe ich schon überzeugt er hat mir per mail gedankt. Bin gespannt wann er den Text ändert.--emeko, 17:02, 02. Febr. 2008 (CET)